DE3413366C2 - Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes aus Salzschlacken der Aluminiumindustrie - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes aus Salzschlacken der AluminiumindustrieInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produkts aus der bei der Aluminiumproduktion anfallenden Salzschlacke beschrieben, nach dem die Salzschlacke in einer heißen, an Natriumchlorid und Kaliumchlorid bei Raumtemperatur gesättigten Lösung gerührt wird, worauf die deponiefähigen Feststoffe von der wäßrigen Phase abgetrennt und getrocknet werden, während aus der wäßrigen Phase Kaliumchlorid gewonnen wird.
Description
a) als heiße wäßrige Lösung eine auf eine Temperatur von 90 bis 115° erwärmte, an Natriumchlorid
und Kaliumchlorid bei Raumtemperatur gesättigte Lösung mit einem pH-Wert von 6 bis
8 eingesetzt wird,
b) die Salzschlacke in dieser Lösung gerührt wird, bis keine Gase mehr freigesetzt werden,
c) anschließend die deponiefähigen Feststoffe von einer Kammerfilterpresse von der wäßrigen
Phase abgetrennt werden sowie der Filterkuchen unter Druck gehalten und mit Luft trokkengeblasen
wird und
d) aus der abgetrennten wäßrigen Phase unter Kühlung Kaliumchlorid auskristallisiert und
von der Mutterlauge abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beschleunigung der Entgasung während der Rührung der Suspension Luft oder heißer
Wasserdampf in die Suspension eingeblasen wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die deponiefähigen Feststoffe
von der wäßrigen Phase in der Kammerfilterpresse unter Druck von 6 bis 15 bar entwässert werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand in der Kammerfilterpresse
bei einem Druck von 6 bis 15 bar trokkengeblasen wird, bevorzugt während 2 bis 10 min.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der trockengeblasene Rückstand
von der Kammerfilterpresse in einem Trommeltrockner bis auf eine Restfeuchte von weniger
ais 1 % getrocknet wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Suspension entweichenden
Gase der Flamme des Brenners zur Beheizung der Trockentrommel zugeführt werden.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension etwa 0,5 bis 2,0
Stunden gerührt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes aus Salzschlacken der
Aluminiumindustrie.
Die Herstellung von Aluminium aus Aluminium-Schrott hat im Hinblick auf eine möglichst weitgehende
Ausnutzung von Rohstoffen eine erhebliche Bedeutung. Zur Gewinnung aus Schrott wird das Aluminium durch
Schmelzen von den Begleitmaterialien abgetrennt Um zu verhindern, daß das schmelzflüssige Aluminium dabei
durch Luftsauerstoff oxidiert, wird die Aluminiumschrott-Schmelze mit einem Abdecksalz abgedeckt
Dieses ist spezifisch leichter als die Aluminiumschrott-Schmelze und schmilzt im Temperaturbereich von 670
bis 7000C. Es hat vorzugsweise folgende Zusammensetzung:
26bis29Gew.-% KCL
65 bis 70 Gew.-% NaCl
2 bis 4Gew.-% Magnesium- und Calciumsalze und
2Gew.-% CaF;
Pro Tonne Aluminium werden dabei 250 bis 400 kg Abdecksalz eingesetzt. Das Abdecksalz nimmt während
des Schmelzvorganges aus der Schmelze Oxide, Phosphide, Sulfide, Nitride und weitere Verunreinigungen
sowie geringe Mengen metallischen Aluminiums auf. Es entsteht eine Salzschlacke, die von dem schmelzflüssigen
Aluminium abgetrennt wird und beim Abkühlen erstarrt.
Derartige Salzschlacken entwickeln beim Kontakt mit Wasser Gase, die toxisch wirken und zum Teil übelriechend
sind, so daß sich die Ablagerung solcher Schlacken auf Deponien, die der Einwirkung von natürlicher
Feuchtigkeit ausgesetzt sind, verbietet Aus den gleichen Gründen können solche Schlacken auch nicht
als Versatz in Salzbergwerke eingebracht werden. So können beispielsweise aus 1000 Gew.-Teilen Salzschlakke
in Kontakt mit Wasser 2,3 Gew.-Teile Wasserstoff, 3,6 Gew.-Teile Ammoniak, 0,1 Gew.-Teil Phosphor und
1,2 Gew.-Teile Schwefelwasserstoff entstehen.
Zur Aufarbeitung solcher Salzschlacken beschreibt die US-PS 40 73 644 ein Verfahren. Danach wird die
Salzschlacke von der Aluminium-Schmelze abgetrennt und gekühlt, um anschließend unter einem Abdecksalz
aus Alkali- und/oder Erdalkalichloriden auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium
erhitzt zu werden. Das hierbei schmelzende Aluminium wird abgetrennt und weiterverarbeitet. Nach der Abtrennung
des Aluminiums hinterbleibt eine Mischung aus der Salzschlacke, einem restlichen Anteil an Aluminium
und dem zusätzlich eingesetzten Abdecksalz. Diese Mischung wird so gekühlt, daß sie während des Abkühlens
in Partikel von etwa 1,3 mm Dicke und etwa 5 bis 7,5 mm Durchmesser zerfällt. Dieses Produkt wird in
der Wärme mit Wasser digeriert, so daß die darin enthaltenen Salze in Lösung gehen, in der die unlöslichen
Schlackenbestandteile aufgeschlämmt werden. Aus der Aufschlämmung werden dann Fraktionen von Partikeln
unterschiedlicher Größe, vorzugsweise in mehreren Stufen, durch Siebung abgetrennt. Größere Partikel bestehen
hauptsächlich als Aluminium, das in den Aluminium-Schmelzofen zurückgeführt wird, während die feineren
Partikel als unlöslicher Rückstand einer Deponie zugeführt werden. Die von ihren festen Bestandteilen
befreite Salzlösung wird zu einer Aufschlämmung von kristallinem Salz in hochkonzentrierter Lauge eingedickt.
Das kristalline Salz wird von der Lauge abgetrennt und kann nach Trocknung frischem Abdecksalz
zugemischt werden.
Auch die DE-OS 30 43 916 beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung des Abdecksalzes aus den bei der
Altaluminiumverhüttung anfallenden Salzschlacken, durch Lösen dieser Schlacken in Wasser, Abtrennen der
Lösung vom Ungelösten und Verwendung der Lösung als Waschflüssigkeit für die Ofenabgase, wobei die Lö-
sung zu einer Kristallmaische eingeengt wird. Das von
dieser Maische abgetrennte Salz wird wieder als Abdecksalz eingesetzt.
Die DE-OS 31 37 950 offenbart ein Verfahren zur Aufbereitung von Salzschlacken, nach dem diese in
mehreren aufeinanderfolgenden Stufen gebrochen und zunehmend zerkleinert werden, wobei in jeder Stufe
metallisches Aluminium und Schlacke durch Sieben aufgetrennt und schließlich aus den hinterbliebenden
Schlackenanteilen die wasserlöslichen Bestandteile zu einer Lösung herausgelöst werden, von der das Ungelöste
abfiltriert wird und problemlos deponiert werden kann. Das Filtrat wird eingedampft und der Eindampfrückstand
in den Aluminiumschmelzprozeß zurückgeführt.
Diese vorbekannten Verfahren haben primär das Ziel, aus der SalzschJacke das Abdecksalz für den Aluminiumschmdzprozeß
zurückzugewinnen. Sie lösen aber nicht die Aufgabe aus der Salzschlacke ein deponiefähiges
Produkt zu gewinnen, das auch problemlos als Versatz in Untertagebetriebe eingebracht werden kann.
Hierzu gibt die DE-OS 32 OO 347 eine Anregung, die ein Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen
oder zur Wertstoffrückgewinnung geeigneten Produkts aus Salzschlacke beschreibt. Demgemäß wird die zuvor
in eine feinteilige Form übergeführte Salzschlacke in einem geschlossenen Reaktionsbehälter unter Bewegung
mit heißem Wasser besprüht, wobei die Hauptmenge der schädlichen Gase freigesetzt wird. Anschließend
wird das feuchte Gemisch in einer allseits geschlossenen Drehtrommel mit warmer Luft so behandelt,
daß daraus der größte Teil der Feuchtigkeit und die schädlichen Gase praktisch vollständig ausgetrieben
werden. Das hierbei anfallende Produkt wird nach dem Trocknen in einer der Drehtrommel nachgeschalteten
Trockentrommel gekühlt und kann anschließend problemlos deponiert werden. Die Brüden und Gase aus
dem Reaktionsbehälter und die aus der Drehtrommel abziehenden Gase werden gemeinsam dem Brennaggregat
der Trockentrommel zugeführt und verbrannt. Die aus der Trockentrommel abziehenden Gase werden
durch eine entsprechende Gaswäsche von schädlichen Bestandteilen befreit. Dieses Verfahren ist jedoch apparativ
relativ aufwendig und erfordert erhebliche Verweilzeiten.
Die DE-OS 28 25 806 betrifft ein Verfahren zum Entsalzen von Umschmelzschlacken aus der Leichtmetall-Sekundär-Industrie.
Danach wird vorzerkleinerte Schlacke in Trommeln mit Wasser bzw. einer 15%igen Salzlösung ausgelaugt, wobei die metallischen Anteile
mechanisch abgetrennt werden. Die in der verbleibenden Salzlösung enthaltenen Feststoffe werden in einem
nachgeschalteten Eindicker durch Absitzen von der Salzlösung getrennt, von der eine Teilmenge einem Vakuumkristallisator
zugeführt wird, aus dem ein Kristallisat zur weiteren Verwendung als Abdecksalz ausgeführt
wird. Mit dem anderen Teil der Salzlösung werden die abgesetzten Feststoffe üus dem Eindicker ausgeschlämmt
und einer Aufarbeitung zugeführt. Von sämtlichen Trommeln werden die beim Auslaugen gebildeten
giftigen Gase abgeleitet und anschließend verbrannt. In der Vakuumkristallisationsanlage wird ein
NaCl-KCl-Gemisch und ein Kondensat gewonnen, das wieder als Abdecksalz eingesetzt werden kann.
Das Verdampfen des Wassers in der Vakuumkristallisation erfordert einen hohen Energieaufwand.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, aluminiumhaltige Salzschlacken bei gleichzeitiger Rückgewinnung
des in ihnen enthaltenen Kaliumchlorids ohne besonderen Energieaufwand und bei geringer Verweilzeit
in eine Form überzuführen, die ihre für die Umwelt unschädliche Deponierung erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. In
den Unteransprüchen 2 bis 7 sind Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben.
Für das Verfahren der Erfindung wird die Salzschlakke in an sich bekannter Weise zunächst auf eine Korngröße
von kleiner als 1,25 mm vermählen und von metallischem Aluminium weitgehend befreit. Die verbleibenden
Anteile der Salzschlacke werden anschließend in einen geschlossenen beheizten Reaktor mit Gasableitung
eingetragen, der eine an Natriumchlorid und Kaliumchlorid kaltgesättigte, wäßrige Lösung enthält, die
zuvor mit einer Mineralsäure, vorzugsweise Salzsäure, auf einen pH-Wert νου 6 bis 8 angesäuert worden ist.
Die Suspension wird bei einer Temperatur von 90 bis 115"C, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Stunden, in jedem Fall jedoch so lange intensiv gerührt, bis praktisch keine schädlichen Gase mehr daraus freigesetzt werden. Zur Beschleunigung des Entgasungsvorgangs hat es sich besonders bewährt, während des Rührvorgangs Luft oder heißen Wasserdampf in die Suspension einzublasen.
Die Suspension wird bei einer Temperatur von 90 bis 115"C, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Stunden, in jedem Fall jedoch so lange intensiv gerührt, bis praktisch keine schädlichen Gase mehr daraus freigesetzt werden. Zur Beschleunigung des Entgasungsvorgangs hat es sich besonders bewährt, während des Rührvorgangs Luft oder heißen Wasserdampf in die Suspension einzublasen.
Durch diese Maßnahmen wird eine praktisch vollständige Freisetzung der schädlichen Gase aus der Salzschlacke
erreicht. Die schädlichen Gase werden aus dem Reaktor abgeleitet und für die Umwelt unschädlich beseitigt,
vorzugsweise verbrannt, wobei es notwendig sein kann, aus den dabei entstehenden Abgasen die
schädlichen Bestandteile in an sich bekannter Weise zu eliminieren.
Nach dieser Behandlung wird die suspendierte SaIzschlacke
erfindungsgemäß einer Kammerfilterpresse zugeführt. Die Salzschlacke wird darin bei einem Filtrationsdruck
von vorzugsweise 6 bis 15 bar abgepreßt und beim gleichen Druck vorzugsweise 2 bis 10 min lang
trockengeblasen, während das klare Filtrat in einen Kühlungskristallisator geleitet wird. Dort fällt ein Salzbrei
aus, der hautpsächlich aus Kaliumchlorid besteht. Da im Gegensatz zur Vakuumkristallisation bei der
Kühlungskristallisation kein Wasser verdampft zu werden braucht, wird der Energieaufwand für das Verfahren
der Erfindung gegenüber einem Verfahren, das eine Vakuumkristallisation als zwingende Maßnahme vorschreibt,
vermindert. Das in diesem Salzbrei enthaltene Salz wird anschließend, beispielsweise in einer Zentrifuge,
von der Mutterlauge abgetrennt und getrocknet. Auf diese Weise wird das in der Salzschlacke enthaltene
Kaliumchlorid zurückgewonnen und kann der Weiterverarbeitung nach einem der bekannten Verfahren zugeführt
werden.
Die von dem Kaliumchlorid abgetrennte Mutterlauge wird in den Reaktor zurückgeführt, wobei der im Gesamtprozeß entstandene Verlust an Wasser durch Zugabe von Frischwasser ausgeglichen wird.
Die von dem Kaliumchlorid abgetrennte Mutterlauge wird in den Reaktor zurückgeführt, wobei der im Gesamtprozeß entstandene Verlust an Wasser durch Zugabe von Frischwasser ausgeglichen wird.
Der aus Salzschlacke-Rückstand bestehende Filterkuchen aus der Kammerfilterpresse wird in einem
Trockner, vorzugsweise einem Trommeltrockner, bis auf eine Restfeuchte von weniger als 1 Gew.-°/o getrocknet.
Die Beheizung des Trommeltröckners erfolgt dabei in herkömmlicher Weise, wobei in der Brennerflamme die
aus dem Reaktor abgeleiteten schädlichen Gase mit verbrannt werden. Die Verbrennungsabgase aus dem
Trockner gelangen über eine Gaswäsche als Abluft in den Kamin.
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S 34 13 366 | ||||
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I Nach der Trocknung läßt sich der Salzschlacke-Rück- | ||||
I stand unschädlich deponieren. Beim Kontakt mit Was- | ||||
I ser werden aus dem nach dem Verfahren der Erfindung | ||||
% behandelten Salzschlacken-Rückstand praktisch keine | ||||
§ schädlichen Gase mehr freigesetzt. | 15 | |||
^ Erst in dieser bestimmten erfindungsgemäßen Kom- | ||||
I bination von Maßnahmen gelingt c··;, die Salzschlacke | 20 | |||
j der Aluminiumindustrie ohne großen apparativen Auf- | 30 | |||
\ wand und ohne großen Energie- und Zeitaufwand in | 35 | |||
I eine Form überzuführen, die ihre unschädliche Depo- | ||||
I nierung erlaubt. Erfindungsgemäß behandelte SaIz- | 40 | |||
f schlacke läßt sich ohne eine Gefährdung der Umwelt | ||||
ϊ beispielsweise auch unter Tage deponieren. | 45 | |||
1 Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung | ||||
I liegt darin, daß das Kaliumchlorid aus der Salzschlacke | to | |||
1 als Wertstoff gewonnen werden kann. | ||||
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Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes unter Rückgewinnung von Kalumchlorid
aus der bei der Alurriiniumproduktion anfallenden Salzschlacke, die auf eine Korngröße von weniger
als 1,25 mm vermählen und von metallischem Aluminium weitgehend befreit ist, durch Suspendieren in
einer heißen wäßrigen Lösung, Ableiten der gebildeten giftigen Gase und anschließender Abtrennung
der deponiefähigen Feststoffe von der wäßrigen Phase, aus der unter Kühlung ein Salzkristallisat abgeschieden
und abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3413366A DE3413366C2 (de) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes aus Salzschlacken der Aluminiumindustrie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3413366A DE3413366C2 (de) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes aus Salzschlacken der Aluminiumindustrie |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3413366A1 DE3413366A1 (de) | 1985-10-17 |
DE3413366C2 true DE3413366C2 (de) | 1986-10-02 |
Family
ID=6233100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3413366A Expired DE3413366C2 (de) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Produktes aus Salzschlacken der Aluminiumindustrie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3413366C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1984
- 1984-04-09 DE DE3413366A patent/DE3413366C2/de not_active Expired
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