DE68902625T2

DE68902625T2 - Abtrennung von rotschlamm aus bayer-prozess-laugen.

Info

Publication number: DE68902625T2
Application number: DE8989310550T
Authority: DE
Inventors: Gillian Mary Moody; Christine Anne Rushforth
Original assignee: Allied Colloids Ltd
Current assignee: Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Ltd
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: US5008089A; HU204734B; EP0367437A1; CA2000515C; GB8824176D0; ES2034647T3; DE68902625D1; CA2000515A1; AU625642B2; HU895636D0; AU4289589A; EP0367437B1; HUT55318A

Description

Der Bayer-Prozeß zur Gewinnung von Aluminiumoxid aus Bauxit ist gut bekannt und umfaßt das Aufschließen des Bauxits in einer wäßrigen alkalischen Flüssigkeit, die einen Gehalt an Natriumaluminat erlangt, während der unlösliche Rückstand in einer primären Absetzstufe als Rotschlamm von der Aufschlußflüssigkeit getrennt wird.
Der Rotschlamm wird danach in mehreren aufeinanderfolgenden Waschstufen gewaschen, wobei man ihn in jeder Waschstufe mit Waschflüssigkeit einer späteren Waschstufe wäscht, mit einem Flockungsmittel ausflockt und von der Waschflüssigkeit abtrennt. Der gewaschene Rotschlamm wird dann in einer Endwaschstufe mit einer Endwaschflüssigkeit gewaschen, mit einen Endflockungsmittel ausgeflockt und absetzen gelassen. Der Überlauf (d. h. Flüssigkeit) aus dem primären Absetzer kann vor der Gewinnung von Aluminiumtrihydrat zur Entfernung aller restlichen suspendierten Feststoffe in einer sekundären Klärstufe separat behandelt werden.
Der primären Klärstufe ist Kalk zugesetzt worden, um mit der Flüssigkeit zu reagieren und Natriumhydroxid zurückzubilden, welches dann zum Aufschließen wiederverwendet werden kann. Bei einigen von uns durchgeführten Arbeiten haben wir zum selben Zweck auch der ersten Waschstufe Kalk zugesetzt, da die Flüssigkeit aus der ersten Waschstufe zur ersten Aufschlußvorrichtung zurückgeht.
Die Flockungsmittel werden verwendet, um den Ausflockungsprozeß in jeder Stufe zu verbessern, z. B. durch Erhöhung der Absetzgeschwindigkeit, Verbessern der Klarheit der überstehenden Flüssigkeit (durch Verringern der restlichen suspendierten Feststoffe) und/oder Erhöhen der Dichte der abgesetzten Feststoffe.
Bei den Flockungsmitteln, die anfangs, z. B. in den 60er Jahren, in diesem Verfahren angewandt wurden, handelte es sich gewöhnlich um Polysaccharide, z. B. Stärke. Ungefähr um diese Zeit hat man auch speziell die Verwendung von Dextran als Flockungsmittel vorgeschlagen (siehe die Beispiele 1 und 2 von US 3085853). Zur Abtrennung von Rotschlamm wurden auch in GB- A-1154993 Dextrane vorgeschlagen, die durch Reaktion mit Polyphosphaten modifiziert waren, um erhöhte Viskosität und verbesserte Ausflockung zu erzielen.
In der Folge hat man jedoch die natürlich vorkommenden Polymeren durch synthetische Flockungsmittel ersetzt, bei denen es sich im allgemeinen um wasserlösliche Polymere eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Monomere handelte. In US- A-3397953 und US-A-3541009 wurden ebenfalls Mischungen aus synthetischen Polymeren und Stärken als Flockungsmittel für Rotschlamm empfohlen. In US-A-4767540 wird Rotschlamm ausgeflockt, indem man ein hydroxyaminiertes synthetisches Polymer und ein herkömmliches Flockungsmittel, das Stärke oder ein synthetisches Polymer sein kann, als Flockungsmittel verwendet. Die Komponenten können als Mischung oder getrennt in jeder Reihenfolge zugegeben werden.
Die synthetischen Flockungsmittel sind in der Regel anionisch und man weiß, daß der für optimales Absetzen optimale anionische Gehalt gewöhnlich in Relation zur Alkalinität der Waschflüssigkeit steht, wobei die ersten Waschflüssigkeiten (die die höchste Alkalinität aufweisen) mehr stark anionische Polymere erfordern als die späteren Waschflüssigkeiten. Um von vornherein ein anionisches Polymer auszuwählen, daß aller Wahrscheinlichkeit nach für eine bestimmte Waschstufe geeignet ist, ist es empfehlenswert, die Alkalinität (z. B. ausgedrückt als NaOH oder Na&sub2;O oder Na&sub2;CO&sub3;) zu messen und dann entsprechend der gemessenen Alkalinität den anionischen Gehalt zu wählen, wobei die höchsten Alkalinitätswerte den höchsten anionischen Gehalt erfordern.
So kann man z. B. bei den frühen Waschflüssigkeiten (die die höchste Alkalinität aufweisen) optimales Absetzen erzielen, indem man Natrium- oder Ammoniumpolyacrylat-Homopolymere oder ein Copolymer mit z. B. 10 % Acrylamid verwendet, wogegen bei den späteren Waschflüssigkeiten (mit geringerer Alkalinität) das optimale Absetzen in der Regel mit Copolymeren von Natrium- oder Ammoniumacrylat und z. B. 50 Gew.-% Acrylamid zu erzielen ist. In US-A-4678585 wird bei den frühen Waschflüssigkeiten stark anionisches Polyacrylat oder alternativ Stärke als Flockungsmittel verwendet, bei den späteren Waschstufen ein 50 % Acrylat/50 % Acrylamid-Copolymer.
Der Rotschlamm aus der Endwaschstufe wird oft in Klärteichen abgesetzt, kann z. B. aber auch beim Hinabfluten über einen Schlammstapel abgeschieden werden.
Natürlich ist es wünschenswert, daß der abgesetzte Rotschlamm aus der Endstufe so konzentriert wie möglich ist und nur ein Minimum an Flüssigkeit enthält. Das hat den Vorteil, daß die Menge an wäßriger alkalischer Flüssigkeit, die in die Umwelt entweichen kann, minimiert wird (da die Flüssigkeit, die sich während des Absetzens relativ schnell abtrennt, als Waschflüssigkeit wiederverwendet werden kann). Die erhöhte Dichte kann ebenfalls die Handhabungs- und Fließeigenschaften des Schlamms verbessern. Dies ist besonders während des Schlammablagerungsprozeßes wichtig, da die Viskosität des abgesetzten Schlammes, wenn er zuviel Flüssigkeit enthält, für zufriedenstellende Stapelung zu niedrig ist.
Aus der Sicht der Ausflockungsleistung ist es zwar anerkanntermaßen wünschenswert, in den späteren Stufen ein Flockungsmittel mit mittlerem anionischen Gehalt zu verwenden, jedoch wurde festgestellt, daß der Einsatz solchen Materials in der Endwaschstufe in einigen Fällen zu einem Schlamm führen kann, der nach dem Absetzen eine insbesondere für die Schlammstapelung zu niedrige Dichte aufweist. Obwohl die Alkalinität der Waschflüssigkeit in der Endwaschstufe relativ niedrig ist und sich folglich die Verwendung eines Polymers mit relativ niedrigem anionischen Gehalt anbietet, wurde festgestellt, daß eine Verbesserung der Schlammdichte erzielt werden kann, wenn das Endflockungsmittel weit stärker anionisch ist als durch die Alkalinität der Endwaschflüssigkeit angezeigt, z. B. indem es sich um Natriumpolyacrylat-Homopolymer handelt. Selbst bei Verwendung dieses Materials sind jedoch die Ergebnisse noch recht unbefriedigend.
Wir haben darüber hinaus festgestellt, daß es andere Fälle gibt, in denen die Ausflockungsleistung eines anionischen Polymers schlechter ist als im Hinblick auf seinen anionischen Gehalt und die Gesamtalkalinität der Flüssigkeit zu erwarten gewesen wäre.
Wir haben nun überraschenderweise festgestellt, daß es möglich ist, beim primären Absetzen, sekundären Klären und/oder in den Waschstufen erhebliche Verbesserungen in der Ausflockungsleistung zu erzielen.
Flockungsmittel werden auch in den anderen Stufen des Bayer- Prozesses verwendet, z. B. in der Aluminiumtrihydrat-Gewinnungsstufe, wo Flockungsmittel die Absetzgeschwindigkeit der Kristalle erhöhen können. In CA-A-825234 wird zum Ausflocken von Aluminiumtrihydrat eine Mischung aus Dextran und einem anionischen Salz verwendet, bei dem es sich um Poly(styrolsulfonate) handeln kann.
Bei einen Bayer-Aluminiumoxid-Gewinnungsverfahren gemäß der Erfindung wird Bauxit in einer wäßrigen alkalischen Flüssigkeit aufgeschlossen und der dabei entstehende Rotschlamm wird mit einen Flockungsmittel ausgeflockt und in einer primären Absetzstufe von der Aufschlußflüssigkeit abgetrennt, wobei die Überlaufflüssigkeit gegebenenfalls einer sekundären Klärstufe unterworfen wird, bei der weitere suspendierte Rotschlammpartikel ausgeflockt und von der Flüssigkeit abgetrennt werden, und der Rotschlamm aus der primären Absetzstufe und, falls vorhanden, gegebenenfalls auch aus der sekundären Klärstufe wird daraufhin in mehreren aufeinanderfolgenden Waschstufen gewaschen, wobei der Schlamm in jeder einzelnen Stufe mit einer Waschflüssigkeit gewaschen, mit einem Flockungsmittel ausgeflockt und von der Waschflüssigkeit abgetrennt wird, und das Flockungsmittel in mindestens einer Stufe, ausgewählt unter der primären Absetzstufe, der sekundären Klärstufe und den Waschstufen 2 Komponenten umfaßt, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die 2 Komponenten a) ein Dextran und b) ein synthetisches anionisches polymeres Flockungsmittel sind. Die Komponenten a) und b) werden vorzugsweise nacheinander zugesetzt, obgleich man manchmal vorteilhafte Ergebnisse erzielen kann, wenn sie vorgemischt und dann der Flüssigkeit zugesetzt werden.
Obgleich das Dextran der Flüssigkeit zugemischt werden kann, die mit dem synthetischen Polymer behandelt wird, mischt man das Polysaccharid vorzugsweise vor dem synthetischen polymeren Flockungsmittel in die Flüssigkeit. Zwischen den beiden Beimengungen kann ein beabsichtigter deutlicher Abstand eingehalten werden, im allgemeinen mischt man jedoch das Polysaccharid in die Flüssigkeit, und sobald dieser Mischvorgang im wesentlichen abgeschlossen ist, wird auch das synthetische polymere Flockungsmittel in die Flüssigkeit gemischt. Man hat festgestellt, daß bessere Resultate dann erzielt werden, wenn das Dextran kräftig in die Flüssigkeit gemischt wird und das synthetische Polymer weniger kräftig zugemischt wird. Es erscheint möglich, daß das Polysaccharid als Coagulans wirkt.
Das Dextran sollte wasserlöslich sein und wird im allgemeinen ein Molekulargewicht von mindestens 50 000 haben, obgleich Werte im Bereich von 500 000 bis zu 10 Mio. bevorzugt sein können. Das Dextran ist vorzugsweise ein mikrobiell hergestelltes Polysaccharid und weist eine überwiegende Anzahl von Glucoseeinheiten auf, die über 1:6-Glycosid-Bindungen miteinander verbunden sind. Geeignete Materialien sind in US 3085853 beschrieben. Dextranderivate, z. B. die in GB-A-1154993 beschriebenen Polyphosphate oder die in CA-A-825234 beschriebenen Dextransulfate, können ebenfalls verwendet werden. Das Dextran kann in Form von trockenen festen Teilchen zugeführt werden, wie sie z. B. aus einer mikrobiellen Suspension gewonnen werden. Oft kann der letzte Reinigungsschritt ein Sprühtrocknungsschritt sein, bei dem zur leichteren Verarbeitung andere Komponenten hinzugefügt werden können. Im allgemeinen braucht man solche Verarbeitungshilfen vor dem Einsatz des Dextrans als Flockungsmittel nicht entfernen. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Dextran gewöhnlich in Wasser oder alkalischer Fabriklauge gelöst, bevor es der Flüssigkeit zugegeben wird.
Bei dem synthetischen polymeren Flockungsmittel handelt es sich im allgemeinen um ein wasserlösliches Polymer mit hohem Molekulargewicht, das aus anionischem, ethylenisch ungesättigtem Monomer und gegebenenfalls nicht-ionischem ethylenisch ungesättigtem Monomer gebildet wurde.
Das anionische Monomer ist im allgemeinen eine monoethylenisch ungesättigte Carbon- oder Sulfonsäure, normalerweise Acrylsäure, doch kann es sich z. B. auch um Methacrylsäure, (Meth)allylsulfonsäure, Vinylsulfonsäure oder 2-Acrylamidanethylpropansulfonsäure handeln. Das anionische Monomer ist im allgemeinen in Form eines Natrium- oder anderen Alkalimetall- oder Ammoniumsalzes vorhanden.
Das nicht-ionische Monomer, falls vorhanden, ist normalerweise Acrylamid, jedoch können auch andere nicht störende Monomere in bekannter Weise eingebaut werden. Beispielsweise kann eine geringe Menge Methylolacrylamid-Einheiten eingebaut werden, wie dies z. B. in US 3975496 beschrieben ist.
Die optimale Menge an anionischen Einheiten hängt teilweise von der Gesamtalkalinität der Flüssigkeit ab und wie zuvor ist es allgemein wünschenswert, in der primären Absetzstufe ein Polymer mit hohem anionischem Gehalt (z. B. 100 % oder möglicherweise herunter bis auf 80 bis 90 Gew.-%) zu verwenden und Polymere von eventuell niedrigerer Alkalität, z. B. herunter bis auf 20 %, in der Endstufe, mit Zwischenwerten in den Zwischenstufen. In Abhängigkeit von der Alkalinität der jeweiligen Flüssigkeit und den anderen Verfahrensbedingungen ist das Polymer im allgemeinen ein Polymer aus 20 bis 100 %, gewöhnlich 50 bis 100 % anionischem Monomer (gewöhnlich Natriumacrylat), Rest Acrylamid. In der primären Abtrennstufe und der ersten Waschstufe ist das Polymer im allgemeinen aus 80 bis 100 % anionischem Monomer gebildet, in der Endstufe kann es jedoch typischerweise aus 40 bis 75 % anionischem Monomer, Rest Acrylamid gebildet sein.
Das synthetische Polymer kann als Dispersion in umgekehrter Phase zugeführt werden, vorzugsweise führt man es jedoch als Gel oder Perlpolymer, z. B. als Pulver, zu, welches vor der Verwendung in Wasser oder Fabriklauge gelöst worden ist.
Obwohl die Beimengung der Flockungsmittelkombination einschließlich des Dextrans im allgemeinen als Vorbehandlung in mindestens einer Stufe innerhalb einer Vielfalt von Prozessen vorteilhaft ist, haben wir festgestellt, daß sie besonders vorteilhaft in einer Stufe ist, in welcher die Ausflockungsleistung im Hinblick auf die Alkalinität der Flüssigkeit und dem anionischen Gehalt des Polymers schlechter ausfällt als zu erwarten wäre. Wir haben nun nachgewiesen, daß die Ausflokkungsleistung entgegen den bisherigen Annahmen nicht in erster Linie von der Gesamtalkalinität, sondern statt dessen stark von der chemischen Art der Alkalinität sowie von der Gesamtalkalinität abhängt. Insbesondere stellen wir nun fest, daß die Anwesenheit von Natriumcarbonat in signifikanter Menge die Ausflockungsleistung dann nachteilig beeinflußt, wenn das Flockungsmittel insgesamt ein synthetisches anionisches polymeres Flockungsmittel darstellt. Diese nachteilige Wirkung kann jedoch durch die Behandlung mit Dextran oder Polysaccharid gemildert oder behoben werden, besonders durch Vorbehandlung mit Dextran. Die Erfindung ist deshalb von besonderem Wert, wenn das Dextran oder Polysaccharid in einer Flüssigkeit mit relativ hohem Natriumcarbonatgehalt enthalten ist.
Diese Flüssigkeit kann die primäre Absetzflüssigkeit sein.
Dieser Flüssigkeit kann auch Kalk zugesetzt worden sein, um Natriumhydroxid aus der Flüssigkeit zur Wiederverwendung in dem Aufschlußverfahren zu gewinnen. Die Anwesenheit von Dextran in der sehr stark alkalischen Flüssigkeit, wie sie in der ersten Absetzstufe vorherrscht, in Kombination mit einem Homopolymer von z. B. Natriumacrylat ist besonders bevorzugt.
Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Flüssigkeit um die sekundäre Klärflüssigkeit handeln. Vor dieser Stufe kann Kalk zugesetzt worden sein.
In anderen bevorzugten Verfahren werden das Dextran und das synthetische Polymer der Waschflüssigkeit in einer oder mehreren der Waschstufen beigegeben und gegebenenfalls können sie 2 oder mehreren Stufen innerhalb der primären Absetzstufe, sekundären Klärstufe und Waschstufen zugesetzt werden. Falls gewünscht, können sie der Waschflüssigkeit für jede der Waschstufen zugesetzt werden.
Ungeachtet der jeweiligen Stufe wird die Verbesserung der Ausflockungsleistung z. B. durch verbesserte Klarheit und daher verringerte suspendierte Feststoffe in der überstehenden Flüssigkeit und/oder durch verbesserte Absetzgeschwindigkeit und/oder verbesserte Feststoffdichte des Rotschlammes demonstriert, und zwar bei jeder einzelnen Dosierung von synthetischem Flockungsmittel und anionischem Gehalt des synthetischen Polymers.
Die Zusatzmenge an Dextran beträgt gewöhnlich 0,2 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 5 mg/l und macht in der Regel 10 bis 150 %, vorzugsweise 25 bis 100 % der Menge des synthetischen Polymeres aus. Die Menge an synthetischem Polymer hängt unter anderem von seinem anionischen Gehalt und Molekulargewicht ab, welches gewöhnlich mehr als 0,5 Mio. und vorzugsweise mehr als 1 Mio. beträgt, liegt jedoch normalerweise im Bereich von 0,5 bis 20 vorzugsweise 1 bis 10 mg/l.
Die Alkalinität der Waschflüssigkeit kann z. B. von 10 bis 300 g/l reichen, ausgedrückt als Natriumhydroxid. Wenn, wie oft bevorzugt, die Kombination in den stärker alkalischen Flüssigkeiten verwendet wird, bewegt sich die Alkalinität typischerweise im Bereich von 100 bis 300, oft 200 - 300 g/l, ausgedrückt als Natriumhydroxid. Die Erfindung ist von besonderem Wert, wenn der Natriumcarbonatgehalt der Flüssigkeit mindestens 10 g/l, oft mindestens 20 g/l und insbesondere mehr als 50 g/l beträgt. Der Carbonatgehalt kann bis zu 100 g/l oder noch mehr betragen, liegt jedoch gewöhnlich unter 200 g/l.
Der Feststoffgehalt des Rotschlamms in der Flüssigkeit (Aufschlußflüssigkeit oder Waschflüssigkeit), die ausgeflockt wird, beträgt im allgemeinen mehr als 10 g/l, jedoch weniger als 100 g/l. Oft bewegt er sich im Bereich von 20 bis 50 g/l.
Das Gesamtverfahren kann, abgesehen von der Beigabe der Flokkungsmittel-Kombination auf herkömmliche Weise ablaufen. So wird der Aufschluß typischerweise unter Verwendung von heißer (z. B. 100ºC) alkalischer Aufschlußflüssigkeit gewöhnlich mit einer Alkalinität von 150 bis 250 g/l Na&sub2;O durchgeführt, um eine Natriumaluminat enthaltende Flüssigkeit zu bilden, aus der Aluminiumhydroxid ausgefällt wird. Um Natriumcarbonat in Natriumhydroxid zurückzuführen, kann Kalk zugesetzt werden und die erhaltene Flüssigkeit im Kreislauf zurückgeführt werden. Die Trennung der Flüssigkeit von den unlöslichen Komponenten in irgendeiner der Stufen, in denen die Dextran/synthetisches Polymer-Kombination nicht verwendet wird, kann durch Zugabe eines Flockungsmittels gefördert werden, bei dem es sich um ein Polysaccharid handeln kann, doch ist es gewöhnlich ein Polymer von Natriumacrylat (oder einem anderen anionischen ethylenisch ungesättigten Monomer) mit 0 bis 20, gewöhnlich 0 bis 10 Gew.-% Acrylamid.
Wie oben kurz beschrieben, wird der Rotschlamm aus der primären Absetzstufe der ersten Waschstufe zugeführt, wo er mit Waschflüssigkeit gewaschen, mit einem Flockungsmittel ausgeflockt, von der Waschflüssigkeit abgetrennt und zur zweiten Waschstufe weitergeleitet wird. Die in der ersten Waschstufe abgetrennte Waschflüssigkeit wird im allgemeinen der Aufschlußstufe zugeführt, und die in der ersten Stufe verwendete Waschflüssigkeit wird im allgemeinen aus der zweiten Stufe zurückgewonnen. Das Verfahren wird im allgemeinen über eine Reihe von insgesamt 4 bis 10 Waschstufen, oft 5 bis 7 Waschstufen wiederholt, bevor es zu der beschriebenen Endwaschstufe kommt. Der gewaschene Schlamm daraus wird in einem Schlammspeicher, einem Klärteich oder in anderer geeigneter Position abgesetzt, wobei die beim Absetzen überstehende Flüssigkeit im allgemeinen zurückgeführt wird, um als Teil oder als gesamte Endwaschflüssigkeit Verwendung zu finden.
Der Aufschluß- oder Waschflüssigkeit kann zur Verbesserung der Ausflockungsleistung bei jeder beliebigen Dosierung von Dextran und synthetischem Polymer Kalk beigegeben werden, z. B. in der primären Abtrennstufe oder in der Waschflüssigkeit.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung in größeren Einzelheiten.

Beispiel 1

Bei jedem Test wurde eine Aufschlämmung aus bis zu 25 g/l Rotschlainm-Feststoffen in einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid oder Natriumhydroxid und Natriumcarbonat, wie angegeben, hergestellt und die Aufschlämmung wurde dann durch Zusatz eines hochmolekularen Natriumpolyacrylat-Homopolymers in der genannten Dosierung, gegebenenfalls nach Vorbehandlung mit Dextran in der angegebenen Dosierung, ausgeflockt. Die Dosierungen waren in mg/l. Die Absetzgeschwindigkeiten wurden in cm/min aufgezeichnet, wobei die höchste Geschwindigkeit im allgemeinen bevorzugt ist, und die Klarheit wurde auf einer Skala aufgezeichnet, bei der die höheren Zahlen verbesserte Klarheit anzeigen, und die Feststoffe im Unterstrom wurden als Prozentsatz aufgezeichnet, wobei wiederum die höheren Zahlen verbesserte Werte anzeigen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle 1 Dextran mg/l Polymer mg/l Absetzgeschwindigkeit Klarheit Unterstrom Feststoffe %
Dies demonstriert klar den Vorteil der Zugabe von Dextran.

Beispiel 2

Eine synthetische Zufuhrflüssigkeit für den primären Absetzer, umfassend 25 g/l Rotschlamm-Feststoffe und 200 g/l Natriumhydroxid, wurde hergestellt. Für jeden Test wurden 500 ml der Aufschlämmung in einem 500 ml - Meßzylinder eingebracht und in ein Wasserbad von 80ºC gestellt. Die geeignete Dosis an verdünntem Flockungsmittel (angesetzt in 0,1 M Natronlauge) wurde zugegeben und durch eine vorher festgelegte Anzahl an Eintauchvorgängen eines Stößels aus rostfreiem Stahl gemischt. Im Falle von getrennt zugegebenen 2 Komponenten - Flockungsmittelzusätzen wird jeder einzeln zugesetzt, wobei das Mischen nach jeder Zugabe durch dieselbe Anzahl von Eintauchvorgängen durchgeführt wird. Die Zugabereihenfolge ist in Tabelle 2 angegeben.
Die Absetzgeschwindigkeit der Feststoffe wurde zwischen 2 Fixpunkten am Zylinder aufgezeichnet. Nach 10 Minuten wurde eine Probe der überstehenden Flüssigkeit entnommen und auf Klarheit geprüft. Dies wurde durchgeführt durch Einbringen der Probe in ein keilförmiges transparentes Gefäß, dessen dünnes Ende nach unten gerichtet ist und dessen vertikale hintere Oberfläche mit einer Reihe von Zahlen markiert ist, die mit der Dicke des Keils und daher mit der Distanz durch die Flüssigkeit in horizontaler Richtung ansteigen. In der Tabelle ist die höchste Zahl angegeben, die klar ablesbar ist, wenn die Rückseite des Gefäßes horizontal durch die Flüssigkeit hindurch betrachtet wird. Höhere Zahlen zeigen bessere Klarheit an und sind deshalb wünschenswert.
Das verwendete Dextran wurde mit einer gleichen Menge Natriumtripolyphosphat zugegeben. Das synthetische Polymer war ein hochmolekulares Natriumacrylat-Homopolymer (BSA). Tabelle 2 Flockungsmittel/Reihenfolge Dosis mg/g Absetzgeschwindigkeit cm/min Klarheit PSA Dextran PSA/Dextran 2:1 Mischung PSA + Dextran Dextran + PSA
Die Ergebnisse zeigen, daß die Kombination aus Dextran und Poly(natriumacrylat) in einer Aufschlämmung, bei der die Alkalinität nur auf Natriumhydroxid zurückzuführen ist, überraschend verbesserte Absetzgeschwindigkeiten ergibt. Die Absetzgeschwindigkeit erhöht sich sogar noch mehr, wenn die Komponenten getrennt beigegeben werden, wobei die erste Komponente vor Zugabe der zweiten der Aufschlämmung zugemischt wird, und besonders, wenn das Dextran zuerst zugesetzt wird. Höhere Dextranmengen führen zu besonders guten Ergebnissen hinsichtlich der Klarheit.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei eine Aufschlämmung verwendet wurde, die 205 g/l Natriumhydroxid und 50 g/l Natriumcarbonat enthielt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Flockungsmittel + Reihenfolge Dosis mg/l Mischen (Anzahl d. Eintauchvorgänge) Absetzgeschwingigkeit cm/min Klarheit Dextran + PSA PSA + Dextran
Die Ergebnisse zeigen, daß bei Aufschlämmungen mit hohem Carbonatgehalt das Dextran vorzugsweise zuerst zugegeben wird. In diesen Tests sind sowohl die Absetzgeschwindigkeit als auch die Klarheit verbessert.

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde wiederholt, jedoch wurde der Effekt des Mischungsgrades jeder der Komponenten untersucht, indem man nach jeder Zugabe die Anzahl der Eintauchvorgänge variierte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 genannt. Tabelle 4 Flockungsmittel + Reihenfolge Dosis mg/l Mischen (Anzahl d. Eintauchvorgänge Absetzgeschwindigkeit cm/min Klarheit Dextran + PSA PSA + Dextran
Die Ergebnisse zeigen, daß es vorteilhaft ist, das Dextran kräftiger in die Aufschlämmung einzumischen als das Polyacrylat. Verstärktes Mischen des Dextrans scheint das Absetzen und die Klarheit zu verbessern. Andererseits scheint verstärktes Mischen des Polyacrylats die Absetzgeschwindigkeit zu verringern, obwohl ungenügendes Mischen eine undeutliche Schlammlinie ergibt, was von Nachteil ist.

Beispiel 5

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt unter Verwendung einer Aufschlämmung, die 205 g/l Natriumhydroxid und 50 g/l Natriumcarbonat enthielt. Wo ein 2 Komponenten-Flockungsmittelsystem zur Anwendung kam, wurde immer zuerst Dextran zugegeben und eingemischt und danach das synthetische Polymer zugegeben. In diesem Beispiel erfolgte bei einigen Aufschlämmungen auch ein Zusatz von Kalk. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 genannt. Tabelle 5 Dextran Dosis mg/l PSA mg/l Kalk g/l Absetzgeschwindigkeit cm/min Klarheit *Es bildet sich keine deutliche Schlammlinie was höchst unerwünscht ist.
Diese Ergebnisse zeigen, daß bei Aufschlämmungen mit hohem Carbonatgehalt weder Dextran noch Natriumpolyacrylat allein zu brauchbaren Ergebnissen führen, insbesondere ergibt synthetisches Polymer allein eine äußerst schlechte Absetzung. Der Zusatz von Kalk verbessert in jedem Fall die Ergebnisse zu einem gewissen Grad, obgleich selbst große Kalkmengen immer noch keine ausreichend gute Klarheit oder Absetzgeschwindigkeit ergeben.
Die Kombination von Dextran und Poly(natriumacrylat) ergibt wesentlich verbesserte Absetzgeschwindigkeiten und Klarheit des Überstandes, wobei höhere Dextranmengen bei beiden Faktoren bessere Ergebnisse bewirken. Der Zusatz von Kalk ermöglicht eine weitere Verbesserung der Klarheit, insbesondere bei Einsatz höherer Dextranmengen, obgleich die Absetzgeschwindigkeit gleichzeitig etwas verringert sein kann.

Beispiel 6

Um den Einfluß variierender Carbonatmengen zu untersuchen, welche zur Alkalinität beitragen, wurden Tests durchgeführt, bei denen man Aufschlämmungen mit konstanter Gesamtalkalinität (210 g/l, gemessen als Natriumhydroxid), jedoch unterschiedlichen Mengen an Natriumhydroxid und Natriumcarbonat, welche zur Alkalinität beitragen, herstellte. Wo eine Kombination von Flockungsmittel-Komponenten zur Anwendung kommt, wird das Dextran zuerst zugegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 genannt. Tabelle 6 Dextran mg/l PSA mg/l Absetzgeschwindigkeit cm/min Klarheit
Die Ergebnisse zeigen, daß bei Aufschlämmungen mit sehr hohem Carbonatgehalt keine zufriedenstellende Ausflockung erzielt wird, während das synthetische Polymer allein verwendet wird. Durch Zugabe von Dextran werden die Absetzgeschwindigkeit und Klarheit selbst bei diesen Aufschlämmungen verbessert.

Beispiel 7

Beispiel 6 wurde wiederholt, jedoch variierte man die Gesamtalkalinität durch Konstanthalten der Natriumhydroxid-Konzentration (auf den beiden angegebenen Werten) und Variieren der verwendeten Natriumcarbonatmenge. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 genannt. Tabelle 7 Dextran mg/l PSA mg/l Absetzgeschwindigkeit cm/min Klarheit
Die Ergebnisse zeigen wieder, daß bei Aufschlämmungen mit hohem Carbonatgehalt, bei denen das synthetische Polymer allein keine brauchbare Ausflockung ergibt, die Verwendung einer Kombination mit Dextran zufriedenstellende Absetzgeschwindigkeiten und Klarheit ergibt.

Beispiel 8

Das Verfahren von Beispiel 3 wurde wiederholt unter Verwendung derselben Aufschlämmung wie in Beispiel 3, wobei man jedoch anstelle von Dextran eine Reihe von Polysaccharide verwendete, einschließlich vieler, die als Flockungsmittel im Bayer-Prozeß verwendet oder vorgeschlagen worden sind. In jedem Test wurde das Polysacharid zuerst zugegeben und in die Aufschlämmung eingemischt, worauf man 3 mg/l PSA zusetzte und mischte. Die Polysaccharide wurden in Mengen von bis zu 50 mg/l verwendet, jedoch ergab keines zufriedenstellende Klarheiten. Die getesteten Materialien waren nieder - und hochmolekulare, weiße und gelbe Dextrine, kationische und anionische Stärken, allginat, Carboxymethylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Amylopektin (wächserne Maisstärke), Amylose und Guargummi.

Claims

1. Verfahren, bei dem Bauxit in einer wäßrigen alkalischen Flüssigkeit aufgeschlossen und der resultierende Rotschlamm mit einem Flockungsmittel ausgeflockt und in einer primären Abtrennstufe von der Aufschlußflüssigkeit abgetrennt wird, deren Überlaufflüssigkeit gegebenenfalls in einer sekundären Klärstufe behandelt wird, in der weitere suspendierte Rotschlammteilchen ausgeflockt und von der Flüssigkeit abgetrennt werden, und der Rotschlamm aus der primären Abtrennstufe sowie, falls vorhanden, gegebenenfalls auch aus der sekundären Klärstufe in mehreren aufeinanderfolgenden Waschstufen gewaschen wird, wobei der Schlamm in jeder dieser Stufen mit Waschflüssigkeit gewaschen, mit einen Flockungsmittel ausgeflockt und von der Waschflüssigkeit abgetrennt wird, und das Flockungsmittel in mindestens einer Stufe, ausgewählt aus der primären Abtrennstufe, der sekundären Klärstufe und den Waschstufen, zwei Komponenten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten a) ein Dextran und b) ein synthetisches anionisches polymeres Flockungsmittel sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Komponenten a) und b) getrennt zu der den Rotschlamm enthaltenden Flüssigkeit gegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Dextran der Flüssigkeit vor Zugabe des synthetischen anionischen polymeren Flockungsmittels zugegeben wird.

4. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem die besagte Stufe die primäre Absetzstufe ist.

5. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Dextran ein Molekulargewicht im Bereich von 500000 bis 10 Millionen hat.

6. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das synthetische polymere Flockungsmittel ein hochmolekulares wasserlösliches Polymer aus anionischem ethylenisch ungesättigtem Monomer gegebenenfalls mit nicht-ionischem ethylenisch ungesättigtem Monomer ist, wobei das Polymer vorzugsweise aus 40-100 Gewichtsprozent anionischem Monomer und 60-0% nicht-ionischem Monomer gebildet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das anionische Monomer eine monoethylenisch ungesättigte Carbonsäure oder Sulfonsäure ist, vorzugsweise ausgewählt aus (Meth)acrylsäure, (Meth)allylsulfonsäure, Vinylsulfonsäure und 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, besonders bevorzugt Acrylsäure.

8. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Dextran in einer Menge im Bereich von 0,2 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 5 mg/l zugegeben wird.

9. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das synthetische anionische Polymer in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 mg/l zugegeben wird.

10. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Flüssigkeit in besagter Stufe einen Natriumcarbonatgehalt von mindestens 10 g/l, vorzugsweise mindestens 20 g/l und besonders bevorzugt mindestens 50 g/l hat.