HU204734B

HU204734B - Process for separating red mud obtained in bayer process, by using dextran and anionic polymer

Info

Publication number: HU204734B
Application number: HU895636A
Authority: HU
Inventors: Gillian Mary Moody; Christine Anne Rushforth
Original assignee: Allied Colloids Ltd
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-11-01
Publication date: 1992-02-28
Also published as: US5008089A; EP0367437A1; DE68902625T2; CA2000515C; GB8824176D0; ES2034647T3; DE68902625D1; CA2000515A1; AU625642B2; HU895636D0; AU4289589A; EP0367437B1; HUT55318A

Description

A találmány tárgya eljárás a Bayer-eljárásban képződött vörös iszap elkülönítésére dextrán és anionos poliAz alumíniuni-oxid bauxitból való kinyerésére jól ismert a Bayer-eljárás. Az eljárás során a bauxitot vizes 5 alkálilugban digerálják, és így nátrium-aluminátot nyernek. Az oldhatatlan maradékot tartalmazó, ún. vörös iszapot a digerálő lúgtól egy ún. elsődleges ülepítő egységben választják el.

A vörös iszapot ezután több, egymás utáni mosőegy- 10 ségben mossák. Amosőegységek mindegyikében az utána lévő mosóegység mosófolyadékát használják, a vörös iszapot flokkulálószerrel flokkulálják, és elválasztják a mosófolyadéktól. A mosott vörös iszapot ezután egy ún. utolsó mosóegységben ún. utolsó mosófolyadékkal mos- 15 sák, ún. utolsó flokknlálószenelflokkulálják, majdülepítik. Az elsődleges ülepítőből elfolyó anyagot (azaz a folyadékot) az alnmínium-hídroxid kinyerése előtt a szuszpendált, maradék szilárd anyag eltávolítására egy ún. második ülepítő egységben is kezelhetik. , 20

Az elsődleges ülepítő egységbe a nátrium-hidroxid folyadékból való visszanyerésére meszet adnak. Az így kapott nátrium-hidroxid a digerálő műveletben újra felhasználható. ·

Munkánk során, ugyanebből a célból, mi is adtunk 25 meszet az első mosóegységbe, mivel az itt kapott mosófolyadékot a digerálő műveletbe vezettük vissza.

A flokkulálószer mosóegységekben vaió alkalmazása a flokkulálás javítása érdekében történik, például azért, hogy növelje az ülepedés! sebességet javítsa a 30 felszínen lévő folyadék tisztaságát (csökkentse a szuszpendált szilárd anyagtartalmat) és/vagy növelje aleülepített szilárd anyag sűrűségét

Hokkulálőszerként eredetileg, például az 196ö-as években, általában poliszacharidokat, így keményítőt 35 alkalmaztak az eljárásban. Ebben az időszakban dextrán flokkulálószerként való alkalmazásátis javasolták (lásd: a 3 085 853 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 1. és 2. példányát).

A polifoszfátokkal reagáltatva módosított dextránok 40 növelik a viszkozitást és javítják a fiokkulálást, amint azt a GB-A-1154993 számú szabadalmi leírásban javasolják a vörös iszap elválasztására.

Ezután azonban a természetben előforduló polimereket szintetikus flokkuláíószerekkel, általában egy 45 vagy több, etilénszerő telítetlen kötést tartalmazó monomerből előállított, vízoldható polimerekkel helyettesítették.

Az US-A-3 397 953 és az US-A-3 541009 számú szabadalmi leírásokban szintetikus polimerek és kémé- 50 nyítők keverékeit is javasolják flokkulálószerként Az US-A-4767 540 számú szabadalmi leírásban flokkuIálószerként valamilyen hidroxi-aminált szintetikus polimer és valamilyen, hagyományos flokkulálószer, például keményítő vagy valamilyen, szintetikus polimer 55 alkalmazását javasolják. A komponensek bevezetése történhet keverék formában vagy bármilyen sorrendben, külőn-külön.

A szintetikus flofckulálőszerek általában anionos típusúak, és ismeretes, hogy az optimális útépítéshez szüksé- 60 ges, optimális aníontartalom általában összefügg a mosófolyadék lúgosságával. A korábbi eljárásokban alkalmazott mosőfolyadékok a nagyobb lúgtartalmuk miatt nagyobb aniontartalmú polimereket igényeltek, mint a későbbi eljárásokban alkalrnazottmosófolyadékok.

Az anionos polimer adott mosó művelethez való kiválasztása célszerűen úgy történik, hogy először megmérik a lúgtartalmat (NaOH, Na₂0 vagy Na₂CO₃tartalomban kifejezve), majd az aniontartalmat a mért íűgtartalomnak megfelelően állítják be. Nagyobb lúgtartalomhoz nagyobb aníontartalom szükséges.

A korábbi eljárásokban alkalmazott mosőfolyadékok (nagy lűgíaríalmú mosófolyadékok) optimális ülepedését nátrium- vagy ammőnium-poliakrilát homovagy kopolimer, például 10 tömeg% akril-amidot tartalmazó kopolimer alkalmazásával, míg a későbbi eljárásokban alkalmazott mosófolyadékok (kisebb lúgtartalmú mosófolyadékok) optimális ülepedését nátriumvagy ammónium-akrilát, például 50 tÖmeg% akril-amídot tartalmazó kopolimerek alkalmazásával érik el.

Az US-A-4 678 585 számú szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban az első mosó műveletek mosófolyadékjához nagy aniontartalmú poliakrilát vagy keményítő flokkulálószer és a későbbi mosó műveletek mosőfolyadékjához 50 tömeg% akrilátot és 50 tömeg% akril-amidot tartalmazó kopolimer flokkulálószer alkalmazását javasolják.

Az utolsó mosőegységből eltávozó vörös iszap ülepítése gyakran medencékben történik, de az ülepítés megvalósítható ún. iszapkürtőben való áramoltatással is.

Természetesen kívánatos, hogy az utolsó egységből távozó,'leülepedett vörös iszap a lehető legsűrűbb legyen, és a lehető legkevesebb folyadékot tartalmazzon. Ez azzal az előnnyel jár, hogy csökken a környezetbe jutó vizes alkalikus folyadék mennyisége, és a folyadék mosőfolyadékként újra felhasználható. Az iszap nagyobb sűrűsége az iszap kezelését vagy folyási tulajdonságainak javítását is elősegíti. Ez különösen az iszapkürtős eljárásban fontos, mert ha a leülepedett iszap túl sok folyadékot tartalmaz, az iszap viszkozitása túl kicsi a megfelelő útépítéshez.

A flokkulálószer teljesítménye szempontjából elfogadottan a közepes aniontartalmú flokkulátószerek alkalmazása kívánatos, azonban néhány esetben azt tapasztalták, hogy az ilyen anyagok utolsó mosó műveletben való alkalmazása olyan iszapot eredményez, amelynek ülepedés utáni sűrűsége elsősorban a kürtös ülepítésre túl kicsi.

Annak ellenére, hogy az utolsó műveletben alkalmazott, viszonylag alacsony lúgtartalmú mosófolyadék lehetővé teszi a viszonylag alacsony aniontartalmú posó mosó műveletben sokkal nagyobb aniontartalmú flokkulálőszert, például nátrium-poliakrilát homopolimert alkalmaznak, mint amennyi az utolsó mosófolyadék lúgtartalmából következne, az iszap sűrűsége bizonyos mértékben javul. Azonban az eredmények még az ilyen anyagok alkalmazásával sem kielégítek.

Munkánk során mi is azt tapasztaltuk, hogy néhány

HU 204734 Β esetben az anionos polimer teljesítő képessége roszszabb, mint az adott polimer aniontartalmából és a folyadék összes lúgtartalmából következne.

Arra az eredményre jutottunk, hogy az elsődleges ülepítő egységben, a másodlagos tisztító műveletben és/vagy a mosó műveletekben jelentős javulás érhető el.

Flokkulálószereket a Bayer-eljárás egyéb műveleteiben, például a kristályok ülepedési sebességének növelésére az alumínium-hidroxid kinyerő műveletben is alkalmaznak. A CA-A-825234 számú szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban az alumínium-hidroxid flokkulálására dextrán és valamilyen anionos só, például poli(sztirol-szulfonát) keveréket alkalmaznak.

Az alumínium-oxid kinyerésre alkalmazott találmány szerinti eljárásban a bauxitot vizes alkálilúgban digeráljuk, az így kapott vörös iszapot flokkulálószerrel flokkuláljuk, és a digeráló lúgtól az elsődleges elválasztó műveletben választjuk el. Az elfolyó folyadékot adott esetben egy másodlagos tisztító műveletben tisztítjuk, amely során a tovább szuszpendált vörösiszap részecskéket flokkuláljuk, és elválasztjuk a folyadéktól. Az elsődleges elválasztó műveletben és adott esetben a másodlagos tisztító műveletben kapott vörösiszapot ezután egymás utáni mosó műveletekben mossuk, flokkulálószenel flokkuláljuk, és elválasztjuk a mosófolyadéktól. A flokkulálószer legalább egy műveletben, például az elsődleges elválasztó műveletben, a másodlagos tisztító műveletben vagy a mosó műveletekben legalább két komponenst tartalmaz. Az eljárásban alkalmazott flokkulálószer két komponense a következő:

a) dextrán; és

b) valamilyen, szintetikus anionos polimer flókkulálószer.

Az (a) és (b) komponensek hozzáadása előnyösen egymás után történik, de néhány esetben jó eredmény érhető el a komponensek anyalúghoz való hozzáadása előtti összekeverésével.

A dextrán a szintetikus polimerekkel kezelt folyadékhoz is hozzáadható, azonban előnyös, ha a poliszacharidot a szintetikus poliszachariddal való kezelés előtt adjuk hozzá a folyadékhoz. A két komponens hozzáadása között bizonyos időintervallum lehet, azonban a kezelést általában úgy végezzük, hogy a poliszacharidot hozzákeveq'ük a folyadékhoz, majd az összekeveredés befejeződése után azonnal hozzákeverjük a szintetikus flokkulálószert. Azt tapasztaltuk, hogy a dextrán erőteljes és a szintetikus polimer kevésbé erőteljes folyadékba való keverésével érhető el jobb eredmény. Valószínűnek látszik, hogy a poliszacharid koagulálószerként viselkedik.

Az alkalmazott dextrán vízoldható, és molekulatömege legalább 50000, előnyösen 500000-10 millió. A dextrán előnyösen olyan mikrobiológiai eljárással előállított poliszacharid, amelyben a glükózegységek feltételezetten 1; 6 mólarányú glükocid láncon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Ilyen anyagokat ismertetnek a 3 085 853 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. Alkalmazhatók dextránszármazékok is, ilyen például a GB-A-1154993 számú szabadalmi leírásban ismertetett polifoszfátszánnazékok vagy a CAA-825 234 számú szabadalmi leírásban ismertetett dextrán-szulfáL A dextrán hozzáadása történhet például száraz, szemcsés anyag formában, ilyen anyag nyerhető például a mikrobiológiai eljárás szuszpenziójából. A dextrán kinyerése gyakran olyan tisztító művelettel történik, amelynek utolsó lépcsőjében porlasztva szárítást alkalmaznak, és ennek során egyéb, az eljárásban hasznos komponenseket is keverhetnek hozzá. A dextrán flokkulálószerként való alkalmazásakor ezeket a segédanyagokat általában nem kell eltávolítani. Az ismertetett eljárás során a dextránt általában vízben vagy a lúgos, üzemi folyadékban oldjuk a folyadék egészéhez való hozzáadása előtt.

Szintetikus flokkulálószeiként általában anionos, etilénszerű telítetlen kötést tartalmazó monomerből és adott esetben nemionos, etilénszerű telítetlen kötést tartalmazó monomerből előállított polimert alkalmazunk.

Anionos monomerként általában monoetilénszerű telítetlen kötést tartalmazó karbonsavat vagy szulfonsavat, általában akrilsavat alkalmazunk, de alkalmazhatunk például metakrilsavat, (metjallilszulfonsavat, vinilszulfonsavat vagy 2-akril-amido-metil-propánszulfonsavat is. Az anionos monomer általában nátrium- vagy egyéb alkálifém- vagy ammóniumsó formában van jelen.

Ha nemionos monomert is alkalmazunk, ez általában akril-amid, azonban valamilyen ismert eljárással egyéb, nem zavaró monomereket is társíthatjuk. Társíthatunk például kis mennyiségű metilol-akril-amid egységeket, amint azt például a 3 975 496 számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetik.

Az anionegységek optimális mennyisége részben a folyadék összes lúgtartalmától függ, és a korábbiak szerint az elsődleges elválasztó műveletben általában nagy aniontartalmú (például 100 tömeg% vagy legkevesebb 80-90 tömeg%, az utolsó műveletben kisebb mértékben lúgos polimerek) például legkevesebb 20 tömeg% és a közbülső műveletekben a két szélső érték közötti anionos monomertől előállított polimerek alkalmazhatók. A folyadék lúgtartalmától és egyéb körülményektől függően kiválasztott polimer 50-100 tömegbe anionos monomert (általában nátrium-akrilátot) és a többi részében akril-amidot tartalmaz. Az elsődleges elválasztó műveletben és az utolsó mosó műveletben alkalmazott polimert általában 80-100 tömeg% anionos monomerből állítjuk elő, de az utolsó műveletben általában például 5(7-75 tömeg% anionos monomerből előállított polimert alkalmazunk.

A szintetikus polimer hozzáadása történhet fordított fázisú diszperziós formában is, de a hozzáadást előnyösen gél- vagy gyöngypolimer formában végezzük, például úgy, hogy a porformájú polimert az alkalmazás előtt vízben vagy az üzemi folyadékban oldjuk.

Általában kívánatos, hogy az eljárás számos művelete közül legalább egy műveletben olyan dextrántartalmú flokkulálószer készítményt alkalmazzunk, amelyet általában előkezeléssel vezetünk be a folyamatba. Mi azonban azt tapasztaltuk, hogy különösen abban a műveletben előnyös az ilyen flokkulálószerek alkalmazása, amelyben a flokkulációs tevékenység rosszabb,

HU 204734 Β 2 mint az a mosőfolyadék lúgosságából és a polimer aniontartalmából következne.

Munkánk során azttapasztaltnk, hogy akorábbí feltételezések ellenére a flokkulációs teljesítmény elsősorban nem az összes lúgtartalomtól, hanem a lúgkomponens ké- 5 miai típúsától, valamint az összes lúgtártalomíől függ. Rájöttünk, hogy ha a flokkulálöszer teljes egészében valamilyen szintetikus, aníonos polimer, nagy mennyiségű nátrium-karbonát jelenléte alapvetően meghatározza a flokkulálószerteljesítményét Azonbanezahafásdextránnal va- 10 lő előkezeléssel lecsökkenthető vagy elkerülhető. Ennek megfelelően a találmányunk szerinti eljáráskülőnösen abban az esetben előnyős, ha viszonylag nagy nátrium-karbonáttartalrrté folyadékhoz dextránt alkalmazunk.

Ez a folyadék lehet az elsődleges ülepítő folyadék. A 15 nátrium-hidroxid folyadékból történő regenerálására á folyadékhoz adhatunk meszel is, és az így kapott nátriumhidroxidot a digerálási folyamatban újrafelhasználjuk.

Különösen előnyös, ha-a nagy lűgtartalmú folyadékhoz az elsődleges ülepedést befolyásoló dextránt és 20 valamilyen homopolimert, például nátrium-akrilátot tartalmazó flokkulálószert adunk.

Ezt a foyladékot alkalmazhatjuk a másodlagosan alkalmazott vagy adott esetben alkalmazott tisztító műveletben is. 25

Egy másik előnyös eljárásban a dextránt és a szántetikus polimert a mosó folyamat egy vagy több műveletében, és kívánság esetén az elsődleges elválasztó folyamat egy vagy több műveletében, a másodlagos tisztító műveletben és a mosó műveletekben is alkalmazmindegyik műveletében.

A flokkulálöszer teljesítmény-javulása bármilyen, megfelelő mennyiségű szintetikus flokkulálöszer és aniontarfalmú szintetikus polimer alkalmazása esetén, az adott művelettől függetlenül a felszínen lévő folyadék tisztaságával, és emiatt az abban szuszpendált szilárd anyag mennyiségének csökkenésével és/vagy a vőrösiszap ülepedésí sebességének javulásával és/vagy jobb szilárd anyag sűrűségével jellemezhető.

A dextrán mennyisége általában 0,2-10 mg/1, előnyösen 0,5-5 mg/1, és a szintetikus polimer mennyiségére számolva általában 10-150 tömeg%, előnyösen 25-100 tömeg%. A szintetikus polimer mennyisége többek között aniontartalmától és moldeknlatömegétől (ami általában 0,5 millió, előnyösen 1 millió feletti érték) függ, de az alkalmazott mennyiség általában 0,5-20 mg/1, előnyösen 1-10 mg/1.

A mosófolyadék náírium-hidroxidban kifejezett lúgossága 10-300 g/L Ha a készítményt, amint az gyakran előnyős, nagyobb lűgtartalmú folyadékban alkalmazzuk, a folyadék nátrium-hidroxidban kifejezett lúgtartalma általában 100-300 g/1, gyakran 200-300 g/1.

A találmányunk szerinti eljárás alkalmazása különösen akkor előnyős, ha a folyadék náírium-karbonát-tartalma legalább 10 g/I, gyakran legalább 20 g/I és különösen akkor, ha több, mint 50 g/1. A karbonát-tartalom felmehet 100 g/I vagy ettől magasabb értékig is, azonban általában 200 g/1 értéktől kisebb.

A flokkulált folyadékban (digerálő vagy mosófolya30 dékban) lévő vőrösiszap szilárdanyag-tartalma általában 10 g/1 feletti, de 100 g/1 alatti érték. Ez az érték gyakran 20-50 g/1.

Azeljárás a flokkulálószert kivéve hagyományos eljárás. Ennek megfelelően a dígerálást általában 150250 g/lNa₂0 tartalmú, fonó, például 10Ó °C-os, alkalikus digerálő folyadékban végezzük, és az így kapott nátrium-alnminát-tartalmú folyadékból az alumínium-hidroxidot kicsapjuk. A nátrium-karbonát nátrium-hídroxiddá való visszaalakítására meszet adunk a folyadékhoz, majd visszakeringetjük a folyamatba. Afolyadék és az oldhatatlan anyagok olyan műveletekben való elválasztásához, amelyekben nem alkalmazunk dextránt és szintetikus polimert tartalmazó készítményt, flokkulálószefként dextránt, de inkább 0-20 tömeg% nátrium-akriIátot (vagy egyéb, anionos, etilénszerű telítetlen kötést tartalmazó monomert) és 0-10 tömeg% akril-amidot tartalmazó polimert alkalmazunk.

Amint azt a korábbiakban röviden ismertettük, a vőrösiszapot az elsődleges ülepítőből az első mosóegységbe vezetjük, ahol mosófolyadékkal mossuk, elválasztjuk a mosófolyadéktól. Az első egységben elválasztott mosófolyadékot általában a digeráló folyamatba vezetjük vissza, és az első egységben általában a második egységből kinyert mosófolyadékot alkalmazzuk. A mosást az utolsó mosó művelet előtt, a fentiekben ismertetetteknek ntegfelelően általában 4-10-szer, gyakran 5-7-szer ismételjük. A mosófolyamatból elvezetett, mosott iszapot iszapkürtőben, medencében vagy egyéb megfelelő berendezésben ülepítjük, és az ülepítőből távozó, felszínen lévő folyadékot általában az utolsó mosófolyadék részeként visszavezetjük a folyamatba.

A flokkulálöszer teljesítményét bármilyen mennyiségű dextrán- és szintetikus polimertartalom esetén mész hozzáadásával is növelhetjük. Amészhozzáadás történhet például az elsődleges elválasztó műveletben vagy amosóműveletben.

Akővetkező példákat a találmányunk szerinti eljárás részletesebb ismertetésére mutatjuk be.

Lpélda

Akísérletek mindegyikében olyan elegyet alkalmaztunk, amely adottmennyiségű nátrium-hidroxidot vagy nátrium-hidroxidot és nátrium-karbonátot tartalmazó vizes oldatban 25 g/1, szilárd vörösiszapot tartalmazott. A szuszpenziőt olyan flokkulálószenel flokkuláltuk, amely adott mennyiségű, adott esetben adott mennyiségű dextránnal (molekulatömege >3 000 000) előkezelt, nagy molekulatömegű (<3800 000) nátrium-polrakrilát homopolimert tartalmazott.

A mennyiségeket mg/1 értékben számoltuk, az ülepedés! sebességet cm/perc értékben jegyeztük fel. Az ülepedés általában a nagyobb ülepedési sebességnél volt előnyösebb. A tisztaság mértékét olyan skálával jellemeztük, amelyen a nagyobb számérték nagyobb tisztaságnak felelt meg. A leülepedő sziláid anyag mennyiségét%-os értékben adtuk meg, a nagyobb számok itt isjobb eredményt jeleznek.

Akapott eredményeket a következő táblázatban foglaljuk össze:

1. táblázat

NaOH	Na₂CO₃ g/1	Dextrán mg/1	Polimer mg/1	Ülepedést sebesség cm/pere	Tiszta- ság	Leüle- pedő szilárd anyag (%)
243	-	-	3	36,3	gyenge
243	-	-	4	65,4	megfe- lelő
243	-	-	5	80,0	megfe- lelő
243	-	-	6	88,8	megfe- lelő
243	-	3	3	78,1	jó
200	50	-	3	10 kb	3	18,1
200	50	-	4	20 kb	3	18,7
200	50	-	5	30 kb	3	19,4
200	50	1	3	32,6	8	21,2
200	50	2	3	62,5	15	22,3
200	50	3	3	68,5	18	22,3
200	50	4	3	78,9	22	22,3
200	50	1	4	58,8	11	23,1
200·	50	2	4	64,8	16	23,1
200	⁵⁰	3	4	81,1	19	22,7
200	50	4	4	78,9	20	21,2

Az eredmények egyértelműen a dextránhozzáadás előnyeit mutatják.

2. példa

Olyan, ülepítendő folyadékot készítettünk, amely 25 g/1 vörösiszapot és 200 g/1 nátrium-hidroxidot tartalmazott.

A kísérletek mindegyikében 500 ml szuszpenziót töltöttünk 500 ml-es mérőhengerbe, és ezt 80 °C-os vízfürdőbe tettük. A szuszpenzióhoz megfelelő menynyiségű (0,1 mólos nátrium-hidroxid oldatban oldott) flokkulálószert adtunk, és saválló dugattyúval előre meghatározott számú lökettel összekevertük. Két komponensű flokkulálószer alkalmazása esetén a komponenseket külön-külön adtuk az elegyhez, és mindegyik hozzáadása után ugyanolyan löketszámú keverést alkalmaztunk. Az adagolás sorrendjét, a 2. táblázatban tűntetjük fel.

A szilárd anyag űlepedési sebességét a henger két meghatározott pontja között határoztuk meg. A felszínen úszó folyadékból 10 perc múlva mintát vettünk, és meghatároztuk tisztaságát

A minta elemzését úgy végeztük, hogy a mintát olyan, ékformájú edénybe tettük, amelynek vékonyabbik része lefelé mutat, függőleges hátsó fala az ék növekvő vastagságával és így a folyadékon át vízszintesen látható távolsággal egyenesen arányos számokkal van bejelölve.

Azt a legnagyobb számot foglaljuk össze a táblázatban, amelyet a folyadékon vízszintes irányban keresztülnézve még könnyen láthatunk. A nagyobb szám nagyobb tisztaságot jelöl, ezért minél nagyobb szám elérése kívánatos.

A dextránt azonos mennyiségű nátrium-tripolifoszfáttal együtt alkalmaztuk. Szintetikus polimerként nagy molekulatömegű (>4000000) nátrium-akrilát homopolimert (PSA) alkalmaztunk.

A kapott eredményeket a 2. táblázatban foglaljuk össze.

2. táblázat

Flokkuláló komponens/sorrend	Mennyiség mg/g	Ülepedés! sebesség cm/min	Tisztaság
PSA	1	1	2
2	21	3
3	44	5
4	57	6
Dextrán	0,5	2	6
1,0	6	8
1,5	11	6
2,0	13	6
PSA/Dextrán2:l tömegarányú keverék	0,75	1	4
1,5	9	4
2,25	26	5,5
3,0	29	5
PSA+Dextrán	2+1	39	5,5
2+2	40	17
Dextrán+PSA	1+1	40	8
2+2	60	27

Az eredmények azt mutatják, hogy ha a dextránt és poli(nátrium-akrilát)-ot tartalmazó készítményt olyan szuszpenzióhoz alkalmazzuk, amelynek lúgossága csak a nálrium-hidroxid-tartalmának következménye, az űlepedési sebesség meglepően megjavul. Ha a komponenseket külön-külön adjuk a szuszpenzióhoz olyan módon, hogy az első komponenst a második komponens hozzáadása előtt keveqük hozzá, az ülepedést sebesség még tovább nő. A javulás elsősorban akkor következik be, ha először a dextránt adjuk a szuszpenzióhoz.

A dextrán mennyiségének növelésével a folyadék tisztasága nő.

3. példa

Megismételtük a 2. példában ismertetett eljárást azzal a különbséggel, hogy ebben a kísérletben 205 g/1 nátrium-hidroxid- és 50 g/1 nátrium-karbonát-tartalmú szuszpenziót alkalmaztunk.

Az így kapott eredményeket a 3. táblázatban mutatjuk be.

HU

3. táblázat

Flokkuláíó komponens és sorrend	Mennyiség mg/l	Keverés (löket- szám)	Ülepedési sebesség aa/mia	Tisztaság
Dextrán+PSA	0,5+3	3+3	51	5
1,0+5	3+3	68	8
1,5+3	3+3	71	11
2,0+3	3+3	69	9
PSA+Dextrún	3+0,5	3+3	51	5
3+1,0	3+3	51	5
3+1,5	3+3	55	6
3+2,0	3+3	60	6

A kapott eredményeket az 5. táblázatban mutatjuk be.

Az eredmények azt mutatják, hogy nagy karbonáttartalmú szuszpenziók esetén az az előnyös, ha a dextránt adjuk először a szuszpenzióhoz.

A kísérletek eredményeit, azt mutatják, hogy az ilyen eljárás alkalmazásával mind az ülepedési sebesség, mind a tisztaság nő.

4. példa

Megismételtük a 3. példában ismertetett eljárást azzal a különbséggel, hogy a komponensek keveredésének mértékét minden komponens hozzáadása után a löketszám változtatásával állítjuk he.

Akapott eredményeket a 4. táblázatban mutatjuk be.

4. táblázat

Flokkuláíó komponens és sorrend	Mennyiség - mg/g	Keverés (íöket- szám)	Ülepedést sebesség cm/min	Tisztaság
Dextrán+PSA	1,5+3	3+1	84*	9
1,5+3	3+3	62	8
1,5+3	3+6	48	9
PSA+Dextrán	3+1,5	3+1	51	4
3+13	3+3	59	6
3+1,5	3+6	59	12

5. táblázat

Dextrán mennyisége	PSA-meny- nyiségmg/1	Mész, g/1	Ülepedési sebesség, cm/min	Tisztaság
1,5	-	-	8	8
2	-	-	10	8
1,5	-	5	8	12
2	-	5	10	14
	3	-	10*	3
-	4	-	20*	3
	3	2	18*	6
-	4	2	21*	6
-	3	5	30	7
-	4	5	49	7
I	3	-	63	15
2	3	-	79	22
1	4	-	65	16
2	4	-	79	20
1	3	1	57	16
2	3	1	60	27
1	3	2	55	17
2	3	2	60	24
1	4	2	63	15
2	4	2	79	25

* Nincs elkülönülő iszapvonal, ami nagyon hátrányos.

* Nincs elkülönülő iszapvonal

Az eredmények aztmutatják, hogy az az előnyös, ha a dextrán bekeverése a poliakriláténál erőteljesebb. A dextrán erőteljesebb bekeverése növeli az ülepedési sebességet és a tisztaságot

A poh'akrilát bekeverési sebességének növelése pedig csökkenti az ülepedési sebességet, a nem elegendő keverés azonban a nem megfelelő íszapszétválásmiatt hátrányos.

5. példa

Megismételtüba 2. példában ismertetett eljárást azzal a különbséggel, hogy ebben a kísérletben 205 g/i nátrium-hidroxid- és 50 g/I nátrium-karbonát tartalmú szuszpenziót alkalmaztunk. Kétkomponensű flokkulálőszer alkalmazása esetén először mindig a dextráut kevertük először a szuszpenzióhoz, és ezt követően kevertük be a szintetikus polimert A kísérletek egy részében meszetis adtunk a szuszpenzióhoz.

Az eredmények azt mutatják, hogy ha a szuszpenzió nátrium-karbonát-tartahna nagy, önmagában sem a dextrán, sem a nátrium-poliakrilát alkalmazása nem vezet kielégítő eredményre, különösen az önmagában alkalmazott szintetikus polimer eredmé40 nyez nagyon rossz ülepedést A mész hozzáadása bizonyos mértékben minden esetben javítja az eredményeket, azonban még nagy mennyiségű mész hozzáadása sem eredményez megfelelő tisztaságot és ülepedési sebességet.

A dextrán és a poli(nátrium-akiilát) kombinált alkalmazása nagymértékben növeli az ülepedési sebességet és a felszínen lévő folyadék tisztaságát és nagyobb mennyiségű dextrán hozzáadása mindkét jellemző javulását eredményezi. Mész hozzáadásával a tisztaság különösen nagyobb mennyiségű dextrán alkalmazásakor tovább nő, azonban az ülepedési sebesség ugyanakkor bizonyos mértékben csökken.

6. példa

A szuszpenzió Iűgtaitalmának egy részét kitevő nátrium-karbonát hatását olyan szuszpenzióval vizsgáltuk, amelynek összes lúgtartalma állandó volt (nátriumhidroxidban kifejezve 210 g/1), de a lúgtartalom különböző mennyiségű nátrium-hidroxidból és nátrium-kar60 bonátból tevődött össze.

Kombinált flokkulálószer készítmény alkalmazása esetén először a dextránt kevertük be.

A kapott eredményeket a 6. táblázatban foglaljuk össze.

6. táblázat

NaOH g/i	Na2CO3 g/i	Dextrán mg/1	PSA mg/1	Ülepedési sebesség cm/perc	Tisztaság
200	13	-	2	. 40’	10
200	13	-	3	76	15
200	13	-	4	90	15
200	13	1,0	3	85	35
200	13	1,5	3	93	38
200	13	2,0	3	96	40
180	40	-	2	21’	6
180	40	-	3 ’	44’	6
180	40	-	4	50’	7
180	40	1,0	3	77	15
180	40	1,5	3	78	20
180	40	2,0	3	94	23
160	66	1,0	2	14’	5
1Ó0	66	-	3	»	5
160	66	-	4	*	5
160	66	1,0	3	54	9
160	66	1,5	3	56	12
160	66	2,0	3	69	14

Nem szétváló iszapvonal.

Az eredmények azt mutatják, hogy nagy nátriumkarbonát-tartalmú szuszpenzió esetén az önmagában alkalmazott szintetikus polimer nem eredményez kielégítő ílokkuláeiót.

A dextrán alkalmazása még az ilyen szuszpenziók esetén is javítja az ülepedési sebességet és a tisztaságot

7. példa

Megismételtük a 6. példában ismertetett eljárást azzal a különbséggel, hogy a szuszpenzió lúgtartalmát úgy változtattuk, hogy a nátrium-hidroxid-koncentiációt állandó értéken tartottuk (a jelzett két koncentrációértéken), és a nátrium-karbonát-koncenüációt változtattuk.

A kapott eredményeket a 7. táblázatban mutatjuk be.

7. táblázat

NaOH g/1	Na2CO3 g/1	Dextrán mg/1	PSA mg/1	Ülepedési sebesség	Tisztaság
ISO	50	-	3	67	8
	50	1	3	64	14
	55	-	3	49	6

NaOH g/1	Na2CO3 g/i	Dextrán mg/1	PSA mg/1	Ülepedési sebesség	Tisztaság
	55	1	3	69	13
	60	-	3	*	5
	60	1	3	68	12
	65	-	3	*	4
	65	1	3	56	9
128,5	28	-	3	91	32
	28	1,5	3	125	46
	48	-	3	67	16
	48	1,5	3	83	42
	68	-	3	47’	11
	68	1,5	3	70	30
	88	-	3	30*	6
	88	1,5	3	77	24
	. 108	-	3	*	5
	108	1,5	3	50	10

* Nem szétváló iszapvonal.

Az eredmények azt mutatják, hogy nagy karbonáttartalmú szuszpenziók esetén a szintetikus polimer önmagában való alkalmazása nem vezet kielégítő eredményre, a dextránnal együtt való alkalmazás azonban kielégítő ülepedési sebességet és tisztaságot eredményez.

8. példa

Megismételtük a 3. példában ismertetett eljárást, ugyanazt a szuszpenziót alkalmaztuk, de a dextrán helyett egyéb poliszacharidokat, közöttük a Bayer-eljálásban korábban alkalmazott vagy javasolt flokkulálószeieket alkalmaztunk. A kísérletek mindegyikében először a poliszacharidot kevertük a szuszpenzióhoz, és ezt követően kevertük hozzá a 3 mg/1 mennyiségű PSA-t. A poliszacharidokat 50 mg/l-ig terjedő mennyiségben alkalmaztuk, de egyik sem vezetett kielégítő eredményre,

A vizsgált anyagok a következők voltak: kis és nagy molekulatömegű, fehér és sárga dextrinek, kationos és anionos keményítők, alginát, karboxi-metil-cellulóz, hidroxi-etil-cellulóz, amilopektin (viaszos kukoricakeményítő), amilóz és guargumi.

9. példa

Elsődleges ülepítésre szolgáló berendezésből vet- 0 tűnk 1-1 liter mintákat. A minta szárazanyag-tartalma 41, 1 g/1, teljes alkálitartalma 229 g/1 (nátrium-karbonátként meghatározva) és karbonáttartalma 43 g/1.

Legalább 3 000 000 moltömegű dextránból 0,025 t%-os, 95 t% nátrium-akrilátból és 5 t% akrilamidból álló kopolimerből (belső viszkozitása 13)

0,0125 t%-os oldatot készítettünk. A mintákhoz először a dextránt adtuk a megadott mennyiségben, és 5 dugattyúlökettel kevertük, majd hozzáadtuk a polimert a megadott mennyiségben és további 4 dugattyúlökettel

I kevertük össze. Á dextránt azonos mennyiségű nátáum-tripolifoszfáttal együtt alkalmaztuk.

A szilárd anyag ülepedéséta 900 és 600 ml-es jelek közöttmértük. Ötperces ülepedés titán 50 ml felülúszót elvettünk és millipore szűrőn szűrtük. A kiszűrt szilárd 5 anyagotmértük.

Az eiedményeketakövetkező táblázatban ismertetjük.

11. példa

A 10. példában vizsgált zagyot és módszert alkalmaztuk. Az A polimer-koncentrációja 0,251%, a dextrán a 10. példa szerinti.

A hozzáadás sorrendjét változtattuk és ennek hatását értékeltük az egyidejű hozzáadáshoz képest

Az eredményeket a 10. táblázatban ismertetjük.

8. táblázat

Kezelés	Adag (g)	Ülepedés! sebesség (cm/óra)	Szilárd anyaga felüfósző szűré- se után
Polimer	42,6	2,7	2,025
	60,8	5,2	1,630
	73,0	16,2	1,410
Polimer+dextrán	42,6+6,1	3,1	1,315
	60,8+6,1	6,2	1,372
	73,0+6,1	11,2	1,165

Az eredmények azt mutatják, hogy a polimer és a dextrán kombinációja csökkenti a felülúsző szilárdanyag-tartalmát a csak polimerrel végzett kezeléshez képest

10.példa

Az elsődleges ülepítő berendezésből származó zagy pontos jellemzői nem voltakismeretesek, de szárazanyagtartalma 35 g/1, teljes alkálitartalma 290 g/1 (náfrium-karbonátkéntmeghatározva) és karbonátíartalma 52 g/1 volt

Egy-egy literes mintákat vettünk. Szintetikus polimerként 100%-os nátrium-akrilát homopolimert (belső viszkozitása 13) (A polimer) 0,05 t%-os koncentrációban és 95:5 tőmegarányú nátrium-akrilát és akrilamid kopolimeit (belső viszkozitása 13) (B polimer) 1,25 t%-os koncentrációban, a 9. példa szerinti dextránt 0,25 t%-os koncentrációban alkalmaztuk. Először a polimert adtuk a zagyhoz és 3 dugattyülökettel Összekevertük, majd hozzáadtuk a dextránt (azonos mennyiségű tripolifoszfáttal együtt) és 3 dugattyülökettel összekevertük, Azülepedésí sebességet határoztuk meg.

Az eredményeket a 9. táblázatban ismertetjük.

9. táblázat

Kezelés	Adag (mg/1)	Ülepedési sebesség (cm/őra)
Apolimer	5	nincs flokkuláció
B polimer	5	nincs flokkuláció
Dextrán	5	5,9
A polimer+dextrán	5+2,5	6,1
2,5+12,5	13,1
B polimer+dextrán	5+5	10,0

Az eredmények azt mutatják, hogy a polimer és dextrán kombinációja kedvezőbb ülepedési sebességet hoz létre.

10. táblázat

Kezelés/soirend	Adag	Ülepedési sebesség (cm/óra)
Apolimei/dextrán	5+5	15,0
Dextrán/A polimer	5+5	10,0
Egyidejű adagolás	5+5	6,8

Előnyös a kezelést szakaszosan végezni, és előszóra polimert hozzáadni.

'12. példa

Derítő túlfolyójából származó folyadékot .vizsgáltunk, amelynek szilárdanyag-tartalma 66,2 mg/1 (vasként meghatározva).

A dextrán 3000000 molekulatömeg feletti ipari 25 dextrán. Apolimer 100%-os nátrium-akrilát homopolimer (belső viszkozitása 13). A dextrán koncentrációja 0,251%, a polimeré 0,11%, A dextránnal együtt azonos mennyiségű nátrium-tripolifoszfátot is alkalmaztunk.

Az elsődleges derítő túlfolyójából származó 25030 250 ml-es mintákat lombikba töltöttük, majd hozzáadtuk a dextránt és ezt követően a polimert, és az elegyet 10 percig200/perc fordulatszámmal kevertük. Ezután a mintát közepes finomságú szűrőpapíron szűrtük, és a szűredékben meghatároztuk a vastartalmat, mint a szi35 lárdanyag-tartalom jellemzőjét A kisebb vas-tartalom jelentkedvezőbb eredményt

Az eredményeket a II. táblázatban ismertetjük.

11. táblázat

Kezelés	Adag (mg/1)	Vastartalom (mg/1)
Kezeletlen	-	19
Dextrán	20	17
	30	16,1
	40	13,5
Dextrán+polimer	40+4	11

13.példa

A12. példa szerinti mintát vizsgáltuk az ismertetett módszerrel, de a minta friss volt Szilárdanyag-tartalma

68,8 mg/1 (vasként meghatározva).

Az eredményeket a 12. táblázatban ismertetjük.

12. táblázat

Kezelés	Adag (mg/1)	Vastartalom (mg/1)
Kezeletlen	-	24,2
Dextrán	30	21,6

HU 204734 Β

Kezelés	Adag (mg/1)	Vastartalom (mg/1)
	45	18,6
	90	15,8
Dextrán+polimer	90+4	6,0

Az eredmények igazolják a dextrán és a polimer együttes alkalmazásának jelentős előnyét.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás a Bayer-féle, alkáli-aluminát bauxitból történő kinyerési folyamat során kapott vörösiszap elkülönítésére flokkulálószerrel való flokkulálással, egy első elválasztó műveletben az adott esetben nátriumkarbonátot is tartalmazó vizes, lúgos digeráló folyadéktól való elválasztással, az első elválasztó műveletből távozó folyadéknak adott esetben egy másodlagos tisztítási műveletben a vörösiszap-szemcsék további szuszpendálásával és flokkulálásával, az első elválasztó műveletből és az adott esetben alkalmazott másodlagos tisztítási műveletből nyert vörösiszapnak sorozatosan mosófolyadékkal való mosásával, flokkulálószerrel történő flokkulálásával és a mosófolyadéktól való elválasztásával, amelynek során az első elválasztási művelet, a másodlagos tisztítási művelet és a mosási műveletek legalább egyikében két komponensből álló flokkulálószert alkalmazunk, azzal jellemezve, hogy legalább 50000 molekulatömegű dextrán és legalább 1000000 molekulatömegű, 50-100 tömeg% anionos monomerből képezett szintetikus anionos polimer komponensekből álló flokkulálószert alkalmazunk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a komponenseket külön-külön adjuk a vörösiszap-tartalmú folyadékhoz.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dextránnak a szuszpenzióhoz való keverését a szintetikus, anionos polimer flokkulálókomponens hozzáadása előtt végezzük.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a flokkulálószert az elsődleges elválasztó műveletben alkalmazzuk.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dextrán molekulatömege 500 000-10 millió.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szintetikus polimer flokulálószeiként anionos, etilénszerű telítetlen kötést tartalmazó monomerből és adott esetben valamilyen, nem ionos, etilénszerű telítetlen kötést tartalmazó monomerből, előnyösen 50-100 tömeg% anionos monomerből és 50-0 tömeg% nemionos monomerből előállított, nagy molekulatömegű, vízben oldható polimert alkalmazunk.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy anionos monomerként valamilyen, monoetilénszerű telítetlen kötést tartalmazó karbonsavat vagy szulfonsavat, előnyösen (met)akrilsavat, (met)allilszulfonsavat, vinilszulfonsavat vagy 2-akril-amido-2-metil-propánszulfonsavat, a legelőnyösebben akrilsavat alkalmazunk.
8. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott dextrán mennyisége literenként 0,2-10 mg, előnyösen 0,5-5 mg.
9. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott, szintetikus, anionos poümer mennyisége literenként 0,5-20 mg, előnyösen 1-10 mg.
10. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elsődleges elválasztó műveletben alkalmazott folyadék nátrium-karbonáttartalma legalább 10 g/1, előnyösen legalább 20 g/1, és még előnyösebben legalább 50 g/1.