DE2931278C2

DE2931278C2 -

Info

Publication number: DE2931278C2
Application number: DE2931278A
Authority: DE
Inventors: Raymond Nen Yin Yong; Amar Jit Beaconsfield Quebec Ca Sethi
Original assignee: Suncor Inc
Current assignee: Suncor Energy Inc
Priority date: 1978-08-02
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1989-05-18
Also published as: IN153565B; DE2954628C2; GB2027684A; AU535348B2; CA1121555A; GB2027684B; SG69684G; JPS5561904A; NL7905919A; DE2931278A1; JPS626876B2; AU4940679A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Destabilisieren von kolloidalen Schlammsuspensionen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Verfahren sind bekannt.

Wäßrige kolloidale Suspensionen, welche entweder Tonmineralien oder Metalloxide-Hydroxide enthalten, entstehen in großen Volumenmengen während Abbauverfahren zur Gewinnung von Materialien, wie Kohle, Bitumen aus Teersanden, sowie Metallen. Im Fall von Abbauverfahren im Minenbetrieb zur Metallgewinnung werden als "Schleime" bekannte Suspensionen gebildet, und typisch für diese Materialien sind Phosphatschleime oder Materialien, die im Minenbetrieb bei der Gewinnung von Kupfer, Nickel und Titan gebildet werden.

Beim Kohle- und Teersandabbau umfaßt beispielsweise das beim Abbau gebildete Abfallprodukt in typischer Weise verdünnte oder dicke Tonmineralsuspensionen.

Um in geeigneter Weise diese voluminösen Abbauabfallprodukte deponieren zu können, hat man, unabhängig von deren Herkunft, üblicherweise Flockungsmittel verwendet, um die Suspensionen zu destabilisieren und auf diese Weise die wirksame Abtrennung von Wasser von den Feststoffen zu ermöglichen.

Für die Erreichung der beiden Langfristziele, nämlich der Möglichkeit einer Deponierung der festen Rückstände in den durch den Abbau gebildeten Hohlräumen und der Rückführung des Verfahrenswassers in das Verfahren, ist es Voraussetzung, daß Sand- und Tonmineralien vom Verfahrenswasser mehr oder weniger vollständig getrennt werden.

Zu den verschiedenen Reagenzien, die sich zum Ausflocken von suspendierten Feststoffen, wie z. B. Ton, als geeignet erwiesen haben, gehören Aluminiumchlorid, Polyalkylenoxide, wie Polyäthylenoxid, Calciumverbindungen, wie Calciumhydroxid, Calciumoxid, Calciumchlorid, Calciumnitrat, Calciumhydrogenphosphat, Calciumsulfat, Calciumtartrat, Calciumcitrat, Calciumsulfonat, Calciumlactat, das Calciumsalz von Äthylendiamintetraessigsäure und ähnliche organische Komplexbildner.

Außerdem geeignet sind Quarzmehl (pulverförmige Kieselsäure), oder hochmolekulare Polymere von Acrylamid, wie Polyacrylamid oder Copolymere des Acrylamids mit einer copolymerisierbaren Carbonsäure, wie Acrylsäure. Zu weiteren geeigneten Flockungsmitteln gehören Polymere von Acrylsäure- oder Methacrylsäurederivaten, beispielsweise von Acrylsäure, Methacrylsäure, der Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Acrylsäure oder Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid, Aminoalkylacrylaten, von Aminoalkylacrylamiden, Aminoalkylmethacrylamiden und von N-alkylsubstituierten Aminoalkylestern der Acrylsäure oder der Methacrylsäure. Die genannten Flockungsmittel sind jedoch ausnahmslos spezielle, für die genannten Zwecke zu synthetisierende Chemikalien; darüber hinaus reichern sie sich in umweltschädigender Weise an und können biologisch nicht abgebaut werden.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß eine zufriedenstellende Lösung des "Rückstandswasserproblems" sowohl in wirtschaftlicher, als auch in ökologischer Hinsicht brauchbar sein muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Destabilisieren von kolloidalen Schlammsuspensionen, der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das sich wirksamer, preiswerter, im industriellen Maßstab zugänglicher und natürlich abbaubarer Flockungsmittel bedient.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man als Flockungsmittel hydrolisierte Weizen-, Mais- oder Kartoffelstärke verwendet, die zuvor durch wäßrige Hydrolyse der Stärke in Gegenwart von Metallsalzen erhalten wurde, die in situ gebildet wurden.

Insbesondere wurde festgestellt, daß durch Hydrolyse dieser Stärken in Gegenwart von Metallsalzen ein hochwirksames Material zum Entstabilisieren solcher Suspensionen gebildet wird. Darüber hinaus kann ein ganz besonders wirksames Flockungsmittel hergestellt werden, wenn CaAlPO₄-Weizenstärke in Kombination mit einem niederen aliphatischen Alkohol eingesetzt wird. Anstelle der Weizenstärke kann auch AlPO₄-Kartoffelstärke verwendet werden.

Wie vorstehend angegeben, können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Schlämme behandelt werden, welche wäßrige kolloidale Suspensionen sind, die entweder Tonmineralien oder Metalloxide-Hydroxide enthalten und die bei Abbauvorgängen im Minenbetrieb, bevorzugt beim Abbau von bituminösen Teersanden beim Abbau von Phosphaten, gebildet werden.

Erfindungsgemäß wurde außerdem gefunden, daß durch Zugabe von Zement zu diesen Suspensionen zusammen mit dem vorher beschriebenen Mittel verbesserte Permeabilität und Scherfestigkeit des gebildeten entstabilisierten Schlammes erreicht wird.

Nachstehend folgt die ausführlichere Erläuterung von Ausführungsformen der Erfindung.

Wie aus der einzigen Figur ersichtlich ist, werden bituminöse Teersande durch eine Leitung 1 in das System eingeführt und in eine Konditioniertrommel oder den Läufer einer Erzmühle (muller) 18 gebracht. Wasser und Wasserdampf werden durch eine weitere Leitung 2 in die Trommel eingeleitet. Das auf diese Weise in flüssiger und in Dampfform eingeführte Gesamtwasser ist eine geringe Menge, bezogen auf das Gewicht der zu verarbeitenden Teersande. Die mit Wasser konditionierten Teersande werden durch eine Leitung 3 in den Beschickungssumpf 19 eingeführt, der als Zone zum Verdünnen der Aufschlämmung mit zusätzlichem Wasser dient, bevor diese in die Abscheidungszone 20 überführt wird.

Die Teersandaufschlämmung wird aus dem Beschickungssumpf 19 kontinuierlich durch eine Leitung 4 in einen Abscheider 20 gespült. Die Absetzzone in dem Abscheider 20 ist relativ unbewegt, so daß bituminöser Schaum an die Oberfläche aufsteigt und durch Leitung 5 abgezogen wird, während die Sandmasse sich als Rückstandsschicht auf dem Boden abgesetzt und von dort durch Leitung 6 abgezogen wird.

Ein Strom des Mittelmaterials (middlings-stream) wird durch Leitung 7 abgezogen, um in der später beschriebenen Weise aufgearbeitet zu werden. Ein weiterer Strom des Mittelmaterials, der relativ ölreich im Vergleich mit dem durch Leitung 7 abgezogenen Strom ist, wird aus der Zelle durch Leitung 8 abgezogen und in eine Flotations-Spül-Zone 21 eingeführt. In dieser Zone wird ein Luftflotationsvorgang durchgeführt, um die Bildung von zusätzlichem Ölschaum zu verursachen, der aus der Spülzone durch Leitung 9 im Gemisch mit dem ersten Schaum aus dem Abscheider 20 in eine Schaumabsitzvorrichtung 22 geführt wird. Vom Boden der Spülzone 21 wird ein ölarmer Wasserstrom durch Leitung 10 abgezogen, um dann in der nachstehend beschriebenen Weise weiter verarbeitet zu werden. In der Absetzzone 22 wird ein weiterer Anteil an ölarmem Wasser aus dem Schaum abgezogen und durch Leitung 11 entfernt, um dann mit dem ölarmen Wasserstrom aus der Flotationsspülzone, dem Sandrückstandsstrom aus der Abscheidungszone und einem Anteil des unteren Mittelmaterials, welches von der Abscheidungszone abgezogen wurde, vereinigt zu werden. Das Bitumen aus der Absetzvorrichtung wird durch Leitung 12 zur weiteren Aufarbeitung entnommen.

Das ölarme Wasser aus der Schaumabsetzvorrichtung, der Spülzone und dem Abscheider sowie die Rückstände aus der Absetzvorrichtung, deren Gesamtheit einen zu entfernenden Abstrom darstellt, werden in der Sandabscheidungszone 23 beispielsweise mit Hilfe eines einfachen Schwerkraftabsetzverfahrens behandelt. Der Sand wird durch Leitung 13 abgezogen und verworfen und ein Verfahrenswasserstrom wird durch Leitung 14 abgezogen und in die Flockungszone 24 geführt.

In der Flockungszone 24 wird ein wesentlicher Anteil des in dem Verfahrenswasser suspendierten Tons koaguliert und eine Aufschlämmung aus koaguliertem Ton und Verfahrenswasser wird durch Leitung 15 zu einer Zentrifugenzone 25 geleitet. In der Zentrifugenzone wird der koagulierte Ton von dem Verfahrenswasser abgetrennt und durch Leitung 16 beseitigt. Das Wasser, dessen Ton- und Sandgehalt im Vergleich mit dem zu beseitigenden Abstrom wesentlich vermindert ist, wird aus der Zentrifugenzone gewonnen und durch Leitung 17 zurückgeführt, um mit frischem Wasser vermischt und wieder in das Heißwasserverfahren eingeführt zu werden.

Nachstehend wird die Herstellung der Stärkehydrolyseprodukte beschrieben.

Wie vorher erwähnt wurde, wird das Flockungsmittel aus Weizen-, Mais- oder Kartoffelstärke, die zuvor hydrolysiert wurde, hergestellt. Die Hydrolyse erfolgt durch einfaches Erhitzen der Stärke in Form einer wäßrigen Suspension auf etwa 85 bis 95°C, vorzugsweise auf etwa 90°C.

Es ist wünschenswert, daß die Stärke in einer Menge von 1 g bis 5 g pro 100 ml Wasser, vorzugsweise von 2 bis 3 g pro 100 ml Wasser, vorliegt.

Um die Größe der Stärketeilchen zu regeln und ihr Quellen zu verhindern, hat es sich als wesentlich erwiesen, daß die Hydrolyse in Gegenwart von bestimmten ausgewählten Salzen durchgeführt wird, die als Elektrolyte wirken und die Teilchengröße innerhalb eines bevorzugten Dimensionsbereiches halten.

Zu den Salzen, die für diesen Zweck verwendet werden können, gehören Salze von Metallen, wie Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium und Aluminium, sowie Ammoniumsalze. Als jeweiliges Anion können das Sulfat-, Acetat-, Chlorid-, Nitrat-, Chlorat-, Bromid-, Jodid-, Thiocyanat-, Phosphation oder ähnliche Ionen vorliegen. Besonders wirksam für die Zwecke der Erfindung bei der Anwendung auf Schlammrückstände aus der Teersandextraktion ist CaAlPO₄-Weizenstärke, wenn auch andere Salze, wie AlPO₄, Na₂AlPO₄ und dergleichen eingesetzt werden können.

Es entspricht der vorliegenden Erfindung das Salz in situ herzustellen, insbesondere dann, wenn das verwendete Salz im allgemeinen im Wasser unlöslich ist. So wird beispielsweise das bevorzugte Salz, CaAlPO₄, in situ durch Zugabe der spezifischen Anteile an Calciumhydroxid, Aluminiumsulfat und Natriumphosphat zu dem wäßrigen Hydrolysemedium der Weizenstärke gebildet. In jedem Fall sollte das gebildete Salz in wünschenswerter Weise in Mengen von etwa 10 bis 30 g pro 100 g Stärke, vorzugsweise von 15 bis 20 g pro 100 g Stärke, vorhanden sein.

Im Fall der Behandlung von bekannten Phosphatschleimen aus Phosphatabbauprozessen mit dem Flockungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist verständlich, daß das Vorliegen oder die Zugabe eines Phosphats, wie Natriumphosphat, nicht erforderlich ist und bei der Herstellung des Salzes weggelassen werden kann.

Erfindungsgemäß wurde außerdem gefunden, daß durch Zugabe eines Alkohols, vorzugsweise eines niederen aliphatischen Alkohols mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Äthanol, Propanol und dergleichen, zu dem Hydrolysat die Größe und Wirksamkeit des gebildeten Flockungsmaterials erhöht wird und das Verfahren zu weiteren Verbesserungen gegenüber der Verwendung von anderen bekannten Flockungsmitteln führt.

Der Alkohol kann nach zwei verschiedenen Möglichkeiten dem Stärkehydrolysat zugegeben werden: (1) durch gleichzeitige Zugabe des Alkohols und des Hydrolysats unmittelbar zu dem Rückstandswasser (Rückstandsspeicherwasser) oder (2) durch Zugabe des Alkohols zu dem Hydrolysat selbst vor dessen Verwendung in dem Rückstandswasser. Da in dem zuletzt genannten Fall der Alkohol gewöhnlich dem Hydrolysat in Mengen zugesetzt wird, die einen Überschuß über die tatsächlich erforderliche Menge darstellen, ermöglicht dann das Absetzen des Flockungsmittels über Nacht in vorteilhafter Weise die Gewinnung des überschüssigen Alkohols durch Destillation oder dergleichen und seine Rückführung, wodurch offensichtliche Einsparungen bewirkt werden. Der Alkohol sollte in Mengen von mindestens 1/10 bis 1/5 des Volumens des Hydrolysats zugesetzt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform können anstelle des Alkohols andere Zusätze, wie Aceton, Hefe oder Milchsäure, zugefügt werden.

Gewünschtenfalls kann dann das gebildete alkoholbehandelte Hydrolysat einer zusätzlichen Behandlung durch Trocknen unterworfen werden (d. h. durch Gefriertrocknung, Lufttrocknung, Schleudertrocknung oder dergleichen), um im wesentlichen das gesamte Wasser zu entfernen und ein Pulver auszubilden, welches sich in einfacher Weise handhaben, lagern und transportieren läßt, welches jedoch am Ort der Anwendung sich leicht in Wasser rückdispergieren läßt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wurde festgestellt, daß bei der Behandlung von bituminösen Teersanden die unter Verwendung des Salz- und Alkoholbehandelten Stärkehydrolysats erzielten Ergebnisse noch weiter verbessert werden können, wenn pulverförmiger Zement dem Flockungsmittel zugesetzt wird, vorzugsweise in Form einer verdünnten Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 20%. Die Wirkung der Zugabe des pulverförmigen Zements zu dem Flockungsmittel besteht darin, daß eine sich rasch absetzende Schlammschicht mit verbesserter Scherfestigkeit und verbesserter Durchlässigkeit ausgebildet wird.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung werden das Flockungsmittel auf Basis von Weizenstärke und der Zement, vorzugsweise als gesonderte oder kombinierte Schlämme, mit dem Ablauf- bzw. Abfallstrom vermischt. Die Menge des eingeführten Zements sollte mindestens 1,36 kg (vorzugsweise 1,63 kg oder mehr) Zement pro 454,6 l Schlamm betragen, von dem angenommen wird, daß er sich zusammenballt, wenn die flüssige Fraktion des Teersandrückstandsstroms in den Wasserspeicher eingegossen wird und sich absetzt. Die Konzentration der eingeführten Stärkeflockungsmittel liegt in typischer Weise im Bereich von 45,36 bis 90,72 g pro 454,6 l Schlamm.

Für die anfängliche Behandlung eines bereits vorhandenen Wasserspeichers kann es notwendig sein, die erforderlichen Mengen an Zement und/oder Stärkeflockungsmittel auf der gesamten Oberfläche des Speichers zu verteilen (oder mit Hilfe einer anderen Methode, wie Erzeugung eines Kreislaufes unter Einleiten in den Kreislaufstrom, einzuführen), um die Konzentration an Zement in dem Speicher auf einen Wert von mindestens 1,36 kg pro 454,6 l Schlamm einzustellen. Die Bezeichnung "Schlamm" kann nur zum Zweck der Definition der erforderlichen Konzentrationen an Zement und Stärkeflockungsmittel spezieller definiert werden als "normalisierter" Schlamm, der etwa 20% Feststoffe (Gewicht/Volumen) enthält. Wie vorher angegeben, ist in einem tatsächlichen Absetzbecken bzw. Absetzspeicher die Grenze zwischen einer geklärten Wasserschicht und einer Schlammschicht unzureichend ausgebildet und variierend; die Eigenschaften der Schlammschicht ändern sich daher von der Oberfläche in Richtung des Bodens, so daß es notwendig ist, einen "durchschnittlichen normalisierten" Schlamm aus Proben aus einem Becken zu errechnen, um die Mindestdosis an Zement und Stärkeflockungsmittel zu bestimmen.

Wasser aus der geklärten Wasserschicht kann mit Hilfe einer Pumpe abgezogen werden, um zurückgeführt und mit frischem Wasser vermischt zu werden und wieder in das Heißwasserverfahren eingeführt zu werden.

In den nachstehenden Beispielen werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Untersuchungen erläutert:

Synthese eines Flockungsmittels auf Basis von hydrolysierter Weizenstärke.

5 g hochwertige Weizenstärke (Supergel 1201 der International Grain Products, Ltd., Canada) wurden in den Kolben einer Rückflußapparatur eingewogen. 200 ml einer CaAlPO₄ enthaltenden wäßrigen Lösung wurden zugesetzt. Das CaAlPO₄ wurde in situ in Gegenwart der Stärke in der wäßrigen Lösung durch Zugabe von 0,617 g Al₂ (SO₄)₃ · 18 H₂O, 0,704 g Na₃PO₄ · 12 H₂O und 0,463 g Ca(OH)₂ gebildet.

Die Suspension wurde unter gleichzeitigem Rühren 2 Stunden lang bei 90°C±5°C unter Rückfluß des Lösungsmittels erwärmt. Die Hydrolyse wurde als vollständig angesehen, wenn die unlösliche Stärke in eine kolloidale Lösung übergegangen war. Das Volumen wurde dann mit destilliertem Wasser auf 250 ml eingestellt und somit eine Vorratslösung mit einem Gehalt an 20 000 ppm CaAlPO₄-Weizenstärke gebildet.

Beispiel 1

Der Inhalt einer Serie von Rohren, die 50 ml Teersandschlamm mit einem Feststoffgehalt von 10% enthielten, wurden mit 0,5 ml des vorstehend beschriebenen CaAlPO₄-Weizenstärkeflockungsmittels behandelt und gegebenenfalls, wenn es in der nachstehenden Tabelle angezeigt ist, mit Alkohol oder Hefe. Der Schlamm enthielt 0,25% Bitumen. Der Inhalt der einen Hälfte der Rohre wurde zentrifugiert, wobei die nachstehend in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erzielt wurden. Der Inhalt der verbleibenden Hälfte der Rohre wurde dem natürlichen Absetzen überlassen und auch die dabei erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß der Feststoffgehalt gegenüber der Kontrollprobe verbessert ist, wenn der Schlamm sowohl mit hydrolysierter Weizenstärke, als auch mit hydrolysierter Weizenstärke und einem Zusatzmittel behandelt und anschließend zentrifugiert wird. Der Feststoffgehalt ist sogar deutlich besser als in der Vergleichsprobe, wenn der Schlamm dem Selbstabsetzen überlassen wird.

Eine Vergleichsserie von Versuchen wurde dann unter Verwendung von Polyacrylamid als Flockungsmittel durchgeführt. Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Feststoffkonzentration in dem Kuchen und der überstehenden Flüssigkeit nach dem Sedimentieren durch Zentrifugation während dreißig Minuten

Wenn unter den gleichen Bedingungen hydrolisierte Weizenstärke eingesetzt wird, erhält man eine klare überstehende Flüssigkeit ohne Feststoffgehalt, was die Überlegenheit der erfindungsgemäß eingesetzten hydrolysierten Weizenstärke gegenüber den bekannten Polyacrylamiden verdeutlicht.

Beispiel 2

Zu 250 ml hydrolysierter CaAlPO₄-Weizenstärke gemäß Beispiel 1 wurden 50 ml Äthanol zugesetzt und das Gemisch wurde über Nacht stehengelassen. Dann wurde im wesentlichen der gesamte überschüssige Alkohol in einer Soxhlet-Extraktionsvorrichtung unter Erhitzen des Gemisches während 20 Minuten auf 80°C entfernt und der Rückstand wurde im Trockenschrank getrocknet. Nach der erneuten Dispersion der Stärke (2%) in Wasser wurden zwei 50-ml-Proben eines Schlammes mit einem anfänglichen Feststoffgehalt von 12% abgemessen. Eine Probe wurde als Kontrollprobe verwendet. Zu der zweiten Probe wurden 0,5 ml der neugebildeten Dispersion von hydrolysierter CaAlPO₄-Weizenstärke (200 ppm) zugefügt.

Nach dem Zentrifugieren der beiden Proben während 320 Minuten wurden folgende Ergebnisse beobachtet:
Kontrollprobe: 12 Gew.-% (Gewicht/Gewicht): Die überstehende Flüssigkeit war nicht klar (Feststoffgehalt 1,4%);
CaAlPO₄-Stärke: 28,1 Gew.-% (Gewicht/Gewicht): Die überstehende Flüssigkeit war klar und frei von Feststoffen.

Beispiel 3

Ein Phosphatschleim (Swift Silver Dity, Florida) mit einem Feststoffgehalt von 2,66% (Gewicht/Gewicht) und einem pH-Wert von 6,34, wurde mit der in Beispiel 1 hergestellten hydrolysierten Stärke behandelt. Zu Vergleichszwecken wurden zwei handelsübliche Polyacrylamidflockungsmittel (Magnifloc 573C und 1820A der American Cyanamid Company) verwendet. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachstehenden Tabelle 3 zusammengefaßt.

Tabelle 3

Die überstehende Flüssigkeit war in allen Proben, sowohl den behandelten, als auch den unbehandelten, klar.

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß die hydrolysierte Stärke im Hinblick auf die abgesetzte Feststoffmenge deutlich überlegen ist. Die Bedeutung der Viskosität ist am besten zu verstehen, wenn festgehalten wird, daß eine niedere Viskosität für die unbehandelte Probe anzeigt, daß die Feststoffe im wesentlichen dispergiert sind, während die weit höhere Viskosität in der polyacrylamidbehandelten Probe bedeutet, daß sie koaguliert sind und somit große Mengen an Wasser zurückhalten, und daß die Viskosität der mit Weizenstärke ausgeflockten Probe bedeutet, daß das Absetzen nicht wesentlich verzögert ist, während gleichzeitig ermöglicht wird, die abgesetzte Masse mit Sand zu beladen.

Die Hauptkomponenten des Phosphatschleims sind Carbonatfluorapatit, Quarz, Montmorillonit und Attapulgit.

Synthese von Flockungsmitteln auf Basis von hydrolysierter Mais- und Kartoffelstärke

In gleicher Weise wie bei der vorher beschriebenen Hydrolyse der Weizenstärke wurde eine Vorratslösung einer Konzentration von 20 000 ppm der hydrolysierten Stärke hergestellt. Zu diesem Zweck wurde ein Gemisch aus der Stärke und einer wäßrigen Lösung, welche die erforderliche Menge an Salzen enthielt, in gleicher Weise wie vorher über einen längeren Zeitraum bei einer Temperatur gehalten, bei der das Lösungsmittel am Rückfluß siedete. Die Hydrolyse wurde als vollständig angesehen, wenn die unlösliche Stärke in eine kolloidale Lösung umgewandelt war. Eine Zusammenfassung der hergestellten Stärkeflockungsmittel wird in der nachstehenden Tabelle 4 gegeben.

Tabelle 4

Aufstellung der hergestellten Stärkeflockungsmittel aus Maisstärke und Kartoffelstärke

Um die Wirksamkeit der synthetisierten Stärkeflockungsmittel zu prüfen, wurden zwei Schlammsuspensionen verwendet, die 5,5 bzw. 17,3 Gew.-% Feststoffe enthielten. Außerdem wurden zu Vergleichszwecken synthetische Polyacrylamidflockungsmittel eingesetzt.

Die angewendeten Testkriterien waren folgende: Refiltrationsrate, natürliches Absetzen und Sedimentation beim Zentrifugieren mit einer relativen Zentrifugalkraft von 790 g am Boden des Rohrs während 30 Minuten. Die Ergebnisse der Refiltrationstests und der vorhergehenden Tests des Selbstabsetzens zeigten an, daß die aus Kartoffelstärke hergestellten Stärkeflockungsmittel noch besser als die aus Maisstärke hergestellten waren. In Tabelle 5 sind daher nur die Zentrifugensedimentationsuntersuchungen angegeben, die mit Hilfe von Kartoffelstärkeflockungsmittel durchgeführt wurden.

Tabelle 5

Feststoffkonzentration in dem Kuchen und der überstehenden Flüssigkeit nach der Sedimentation durch Zentrifugieren mit verschiedenen Flockungsmitteln

Aus den in Tabelle 5 aufgeführten Daten ist ersichtlich, daß die Stärkeflockungsmittel im Hinblick auf die Qualität der resultierenden überstehenden Flüssigkeit den Polyacrylamidflockungsmitteln entscheidend überlegen sind. In Versuchen, in denen keine Flockungsmittel angewendet wurden, enthielt die überstehende Flüssigkeit bis zu 2,4 Gew.-% Feststoffe, während in Versuchen, in denen die Stärkeflockungsmittel verwendet wurden, bei einer Schlammkonzentration von 17,3 Gew.-% keine suspendierten Feststoffe in der überstehenden Flüssigkeit gefunden wurden. Es scheint, daß unter den Stärkeflockungsmitteln AlPO₄ enthaltende Stärken besonders vorteilhaft sind. Außerdem wurde gefunden, daß die Stärkeflockungsmittel gleich gut wirksam für Schlamm mit vorheriger Ölentfernung und bei Schlamm ohne vorherige Ölentfernung sind, während die Polyacrylamidflockungsmittel bei Schlamm mit vorhergehender Ölentfernung wirksamer waren, als im Fall von Schlammsuspensionen, aus denen das Öl nicht entfernt worden war.

Claims

1. Verfahren zum Destabilisieren von kolloidalen Schlammsuspensionen, die Tonmineralien oder Metalloxide-Hydroxide enthalten, insbesondere von Schlammsuspensionen, die aus Abbauprozessen von bituminösen Teersanden oder aus Phosphatabbauprozessen stammen, durch Behandlung dieser Suspensionen mit einem Flockungsmittel zur Abscheidung des Wassers von den suspendierten Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Flockungsmittel hydrolysierte Weizen-, Mais- oder Kartoffelstärke verwendet, die zuvor durch wäßrige Hydrolyse der Stärke in Gegenwart von Metallsalzen erhalten wurde, die in situ gebildet wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als hydrolysierte Stärke CaAlPO₄-Weizenstärke einsetzt, wobei die Verbindung CaAlPO₄ in situ gebildet wurde.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als hydrolysierte Stärke AlPO₄-Kartoffelstärke einsetzt, wobei die Verbindung AlPO₄ in situ gebildet wurde.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die hydrolysierte Stärke vor ihrer Zugabe zu den Schlammsuspensionen außerdem mit einem Zusatzreagens behandelt, das aus der Gruppe der niederen aliphatischen Alkohole, aus Aceton, Hefe oder Milchsäure gewählt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatzreagens einen Alkohol in einer überschüssigen Menge einsetzt und den überschüssigen Alkohol zurückgewinnt und zur Behandlung von weiterer hydrolysierter Stärke zurückführt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit dem Zusatzreagens behandelte hydrolysierte Stärke unter Bildung eines wieder in Wasser dispergierbaren Feststoffes trocknet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schlammsuspension gleichzeitig mit der hydrolysierten Weizen-, Mais- oder Kartoffelstärke und einem Zusatzreagens, welches aus der Gruppe der niederen aliphatischen Alkohole, aus Aceton, Hefe oder Milchsäure gewählt ist, behandelt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Schlammsuspension eine Konzentration des Flockungsmittels von mindestens 50 Teilen pro 1 Million Teile einstellt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man der Schlammsuspension außerdem Zement zusetzt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zement in einer Menge von mindestens 1,36 kg auf 454,6 l des Schlammes aus bituminösen Teersanden, der 20% Feststoffe enthält, einsetzt.