WO1996011737A1 - Verfahren zur entwässerung und waschung von rotschlamm - Google Patents

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WO1996011737A1
WO1996011737A1 PCT/EP1995/004021 EP9504021W WO9611737A1 WO 1996011737 A1 WO1996011737 A1 WO 1996011737A1 EP 9504021 W EP9504021 W EP 9504021W WO 9611737 A1 WO9611737 A1 WO 9611737A1
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filter
washing
dewatering
red mud
sludge
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Hubert Riemer
Nils Oeberg
Heinz Perchthaler
Paolo Murgia
Mario Noriega
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Andritz-Patentverwaltungs-Gesellschaft Mbh
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    • B01D35/30—Filter housing constructions
    • B01D35/31—Filter housing constructions including arrangements for environmental protection, e.g. pressure resisting features

Definitions

  • the invention relates to a process for dewatering and washing red mud, if appropriate with admixture of sand, in particular from the Bayer process for extracting aluminum from bauxite, using filters, leaching out on the filter.
  • Alumina aluminum oxide, Al2O3
  • Red mud the residue of the Bayer process, has to be disposed of in considerable quantities.
  • the removal of the red mud is one of the biggest technical and economic problems in the Bayer process.
  • the closed circuit is operated most of the time with a supersaturated clay earth solution at elevated alkali concentrations and temperatures.
  • the solid and finely divided red mud must be separated from this circuit and washed out, whereby the working liquor is diluted and cooled, which causes undesirable alumina precipitation.
  • This alumina and liquid disposed of with the red mud, which contains lye and additional amounts of alumina, are significant losses, which can, however, be contained by a suitable choice of process control.
  • Limited amounts of washing water can be used for recycling or washing out these valuable substances. However, excessive water consumption requires additional evaporation or evaporation capacity.
  • Counter current decantation is used in particular in today's methods. Thickeners are used to separate, thicken and wash out red mud.
  • the following countercurrent decantation consists of a series of washing stages. Usually 5 to 7 stages, each with 2 or more washers of at least 30 m in diameter, are used for the usual alumina capacities in the range of 1 million tons per year. These processes typically require 3 to 5 m3 of water / ton of dry sludge, creating an excess of 1 to 4 m3 per ton is achieved via the amount necessary for the process.
  • the red mud is then pumped into pools or lagoons, which are often many kilometers away from the facility. Without further treatment, the sludge then dries to about 50% solids.
  • drum filters are often used to separate the red mud by filtration. Vacuum filtration is carried out after 3 to 4 washing stages, a residual moisture content of 45% can be achieved if 2 to 3 m3 of washing water are required per ton of dry sludge.
  • the sludge is also pumped here by pumps, especially thick matter pumps, at high pressures to a settling pond, where a maximum solids content of up to 65% can be achieved after drying.
  • red mud removal technologies have a number of disadvantages.
  • Sodalite, a sodium-aluminum-silicate leaves the circuit in a solid phase with the red mud, and means a large loss of chemicals from lye and alumina, which has a significant impact on production costs.
  • the efficiency of the plant is influenced by the separation of red mud in relatively large facilities and a consequent increased waiting time.
  • the temperature and alkali concentration are reduced and thus the alkali stability decreases, which results in a considerable, undesirable loss of dissolved alumina, which in turn affects the productivity of the plant and consequently the overall cost.
  • the aim of the invention is to avoid the disadvantages mentioned above.
  • the loss of alkali and alumina in the solid phase (bound form) is to be reduced and a non-thixotropic sludge is to be generated for a clean and economical disposal.
  • This is achieved according to the invention in that the washing and dewatering takes place under excess pressure.
  • the wash can be carried out with hot water and / or with steam.
  • the valuable substances bound in the solid (sludge / waste product) are dissolved and washed out.
  • an improvement in the ecological compatibility of the red sludge to be deposited is achieved by reducing the adhering liquid and alkali, combined with the elimination of thixotropic sludge properties.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the washing and dewatering takes place at excess pressures between 2 and 8 bar, in particular 4 to 5 bar. By using high pressures, hot water with temperatures far above 100 ° C can also be used, which greatly facilitates washing.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that the washing is carried out on thin layers of red mud, between 1 mm and 10 mm, preferably between 3 mm and 6 mm. As a result, the wash can capture the entire amount of red mud particularly effectively.
  • a favorable development of the invention is characterized in that the speed of the filter is between 0.1 and 3 revolutions per minute, preferably between 1 and 2 revolutions per minute.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that the red mud is dewatered to a residual moisture of 15 to 35% by weight, in particular 20 to 25% by weight. In this area the resulting filter cake no longer exhibits thixotropic behavior, i.e. no further separation of solid and liquid (acid) is to be expected, for example during transport or storage.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that the washing of the red sludge is carried out with a washing water amount of more than 0.5, preferably up to 1.0, m3 per ton of dry sludge.
  • the invention further relates to a plant for the dewatering / filtration and washing of red mud using a filter, in particular for carrying out the method. It is primarily characterized in that the filter is used in an overpressure space.
  • a favorable development of the invention is characterized in that a rotary filter, in particular a disc filter, is provided as the filter.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that an additional steam hood is provided above the filter in the overpressure chamber.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that a distribution device for distributing the washing water over the filter surface is provided, wherein using a disc filter, the distribution device can be arranged on both sides of the filter disc (s) and largely in the radial direction over the filter ⁇ area extends.
  • FIG. 1a shows the flow diagram of a variant of the Bayer process
  • FIG. 1b shows the apparatus diagram of an embodiment of this variant of the Bayer process
  • FIG. 2 shows a typical variant for a counterflow - decantation according to the prior art
  • FIG. 3 a variant according to the invention
  • FIG. 4 a variant of a system
  • FIG. 5 a further variant of a system according to the invention.
  • 1a shows a flow diagram of the production of aluminum oxide (alumina) from bauxite according to the Bayer process.
  • the red sludge is separated from the process and a series of washing thickeners 2 (depending on the technical and economic requirements) and subsequently fed to a filter 3.
  • additional water 4 is added to the filtration and the red mud 5 is directed to a heap or to a settling pond.
  • FIG. 1b shows the corresponding apparatus diagram for FIG. 1a, the red sludge being fed from a thickener 1 to a countercurrent washing system. After appropriate washing in a variable number of washing stages (usually 3 to 4), the red mud is dewatered on vacuum drum filters 3, washed and then the thickened red mud 5 is pumped to the heap.
  • FIGS. 1a and 1b the process sequence considered in the further sequence and improved by the present invention is characterized by a dashed frame designated by X. 2 shows a typical standard solution for a countercurrent decantation with 5 washing stages.
  • the amounts and concentrations of the individual material flows are summarized in Table 1, which are approximate values with a theoretical efficiency of 100%.
  • the red mud suspension of the pre-thickening is fed to the first washing thickener 10 via a line 11.
  • the underflow of the thickener is then passed onto the next washing thickener 20.
  • the overflow 23 of the washing thickener 20 is added to the feed 11 for further washing out before entering the washing stage 10.
  • the overflow 13 of the washing thickener 10 is then returned to the circuit.
  • the other washing stages are structured analogously.
  • the underflow 52 of the washing thickener 50 is separated out and pumped onto a stockpile or into a settling pond 6. After a further settling process, a small amount of sodium hydroxide solution 7 is returned from the settling pond 6, supplemented with fresh water 8 and added to the washing stage 50 for washing out via a line 9.
  • the red mud in the sedimentation pond now has a solids content of approx. 55% and a residual alkali content of approx. 1.3%, the latter representing the loss for the circulation and expensive fresh liquor having to be introduced into the circulation elsewhere.
  • Fig. 3 the method according to the invention is now shown. Analogous to FIG. 2, several washing stages are provided here, only 4 washing stages being required.
  • the underflow 42 of the washer 40 is fed to a so-called pressure filter 60.
  • hot water 8 ' is also fed to this pressure filter 60.
  • steam can also be added.
  • the filter cake 62 of the pressure filter 60 now contains about 75% solids and only about 1% sodium hydroxide solution as a loss, which are fed to a settling pond 6.
  • the filtrate 63 of the pressure filter is mixed with fresh water 8 and added to the 4th washing stage 40 for washing out via a line 9.
  • Sodium hydroxide solution is returned to the circulation in the filtrate 63 and via the washing stages 10, 20, 30, 40.
  • Fig. 4 shows the part of the system that relates to the pressure filter 60 in detail.
  • the pressure filter 60 here consists of a pressure vessel 70 in which a filter with a filter trough 71, filter disks 72, motor 73 and control head 74 are accommodated in the interior of the pressure chamber of the pressure vessel 70.
  • a filter disk on the one hand several filter disks attached to the shaft and on the other hand also a filter drum can be used.
  • the underflow 42 of the scrubber 40 is fed into the trough 71 of the pressure filter 60 via a pump 64.
  • a pump 64 There, on the one hand, there is continuous cake formation and, subsequently, during the dehumidification phase, the filter cake formed from the suspension is washed.
  • fresh water 8 ' is applied to the filter disks or the filter drum via a pump 78 and a suitable distribution device 83.
  • the filtrate is fed via a control head 74 into a filtrate separator 75, in which there is a separation between the exhaust air 76 and the filtrate 63 enriched with sodium hydroxide solution.
  • the filtrate from the cake formation and the filtrate from the washing or dehumidifying zone can be removed separately.
  • the solid is removed from the filter and passed to a landfill 6 via a discharge lock 77 and a suitable conveyor 65.
  • a conventional conveyor system such as ZB conveyor belts or a thick matter pump can be used as the conveyor device.
  • air is passed into the pressure vessel 70 via a compressor 79.
  • a small amount of air is injected into the control head 74 at a slightly higher pressure and from there passed into the filter disk 72 or filter drum in order to throw off the filter cake from the filter medium.
  • FIG. 5 shows a similar plant, steam being used instead of hot water for washing out the sodium hydroxide solution from the red mud.
  • a so-called steam hood 82 is attached above the filter disk 72 and above the filter trough 71, into which steam 81 is introduced via a line.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung/Filtration und Waschung von Rotschlamm, gegebenenfalls mit Beimengung von Sand, insbesondere aus dem Bayer-Prozeß zur Aluminiumgewinnung aus Bauxit, unter Verwendung von Filtern, wobei auf dem Filter Lauge ausgewaschen wird. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung und Entwässerung unter Überdruck erfolgt, wobei gebundene Lauge regeneriert und ein Rückstand mit hohem Trockengehalt produziert wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren zur Entwässerung und Waschung von Rot schlamm
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung und Waschung von Rotschlamm, gegebenenfalls mit Beimengung von Sand, insbesondere aus dem Bayer-Prozeß zur Aluminiumgewinnung aus Bauxit, unter Ver¬ wendung von Filtern, wobei auf dem Filter Lauge ausgewaschen wird. Tonerde (Aluminiumoxid, AI2O3) wird grundsätzlich durch ein Auslaugen von Bauxit durch den sogenannten Bayer-Prozeß als Zwischenprodukt in der elektrolytischen Herstellung von Aluminium erhalten. Rotschlamm, der Rückstand des Bayer-Prozesses, muß in beträchtlicher Menge entsorgt werden. Die Entfernung des Rotschlamms ist eine der größten tech- nischen und wirtschaftlichen Probleme des Bayer-Prozesses. Der ge¬ schlossene Kreislauf wird die meiste Zeit mit einer übersättigten Ton¬ erdelösung bei erhöhten Laugenkonzentrationen und Temperaturen be¬ trieben. Der feste und fein verteilte Rotschlamm muß aus diesem Kreislauf abgetrennt und ausgewaschen werden, wobei eine Verdünnung und Ab- kühlung der Betriebslauge erfolgt, wodurch eine unerwünschte Ausfällung von Tonerde hervorgerufen wird. Diese Tonerde sowie mit dem Rot¬ schlamm entsorgte Flüssigkeit, welche Lauge und zusätzliche Mengen Tonerde enthält, sind maßgebende Verluste, die jedoch durch geeignete Wahl der Prozeßführung eingedämmt werden können. Je tiefer die Menge und Konzentration der Restfeuchte im Rotschlamm gehalten werden kann, um so geringer fallen die Verluste aus. Beschränkte Mengen an Waschwasser können zur Rückführung bzw. Auswaschung dieser Wert¬ stoffe verwendet werden. Übermäßiger Wasserverbrauch erfordert jedoch zusätzliche Ausdampfung bzw. Eindampfkapazität.
Bei den heutigen Verfahren ist insbesondere das Gegenstromdekantieren (counter current decantation CCD) eingesetzt. Es werden Eiπdicker zum Abtrennen, Eindicken und Auswaschen von Rotschlamm verwendet. Die folgende Gegenstromdekantation (CCD) besteht aus einer Serie von Waschstufen. Üblicherweise werden 5 bis 7 Stufen, jede mit 2 oder mehr Wäschern von zumindest 30 m Durchmesser für die üblichen Tonerde¬ kapazitäten im Bereich von 1 Million Tonne pro Jahr angewandt. Diese Verfahren benötigen üblicherweise 3 bis 5 m3 Wasser/Tonne trockenen Schlamm, wodurch ein Überschuß von 1 bis 4 m3 pro Tonne über die verfahrensnotwendige Menge erreicht wird. Der Rotschlamm wird anschließend in Becken oder Lagunen gepumpt, die oft viele Kilometer von der Anlage entfernt sind. Ohne weitere Behandlung trocknet der Schlamm dann auf ca 50 % Feststoffe.
Als Alternative zur Gegenstromdekantation bzw. als Ergänzung werden oft Trommel-filter zur Abtrennung des Rotschlamms durch Filtration ein¬ gesetzt. Die Vakuum-filtration wird nach 3 bis 4 Waschstufen durchge¬ führt, wobei eine Restfeuchte von 45 % erreicht werden kann, bei einem Bedarf von 2 bis 3 m3 Waschwasser pro Tonne trockener Schlamm. Der Schlamm wird hier ebenfalls durch Pumpen, insbesondere Dickstoff- pumpen, mit hohen Drücken zu einem Absetzteich gepumpt, wo ein maximaler Feststoffgehalt nach Trocknung von bis zu 65 % erreicht werden kann.
Diese Technologien zur Entfernung des Rotschlamms haben eine Anzahl von Nachteilen. Das Sodalit, ein Natrium-Aluminium-Silikat verläßt den Kreislauf in einer festen Phase mit dem Rotschlamm, und bedeutet einen großen Chemikalienverlust von Lauge und Tonerde, wobei dies die Produktionskosten wesentlich beeinflußt. Weiters wird der Anlagen¬ wirkungsgrad durch die Abtrennung von Rotschlamm in relativ großen Einrichtungen und einer daraus folgenden erhöhten Wartezeit beeinflußt. Die Temperatur und Laugenkonzentration werden reduziert und damit sinkt die Laugenstabilität, wodurch sich ein beträchtlicher, unerwünschter Verlust von gelöster Tonerde ergibt, die wiederum die Anlagenproduk¬ tivität und daraus folgend die Gesamtkosten beinflußt. Diese löslichen Tonerdeverluste können die Übersättigung der Prozeßströme und in weiterer Folge die Lauge und Anlagenproduktivität beeinflussen und da¬ durch die spezifischen fixen Kosten erhöhen. Der Endfeststoffgehalt vom zu entsorgenden Rotschlamm ist immer noch unzureichend. Es werden hier 0,8 bis 1 ,5 m3 Lauge pro Tonne trockener Schlamm verschwendet. Obwohl die Suspension durch das im Gegenstrom geführte Waschwasser verdünnt wurde, werden beträchtliche Mengen von löslicher Lauge und Tonerde zu den Rotschlammteichen als Abfall ausgeschieden. Das zum Auswaschen verwendete Überschußwasser erfordert zusätzlichen Dampf- und Verdampfungskapazitäten um die Temperatur und Konzentration im Kreislauf zu erhalten, wodurch die Produktions- und die Kapitalkosten erhöht werden. Bei einem Feststoffgehalt von 30 bis 55 % verbleibt der Rotschlamm in einem thixotropen Bereich mit einer großen Menge von freier Lauge, wodurch dies für die Behandlung und Lagerung kritisch wird.
Keine der bekannten Technologien kann das Problem der Festphasenver¬ luste lösen, die durch den reaktiven Siliciumgehalt im Bauxit bedingt sind.
Ziel der Erfindung ist es die oben angeführten Nachteile zu vermeiden. Dabei soll insbesondere der Verlust an Lauge und Tonerde in der festen Phase (gebundenen Form) verringert werden und ein nicht thixotroper Schlamm für eine saubere und wirtschaftliche Entsorgung erzeugt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Waschung und Entwässerung unter Überdruck erfolgt. Die Waschung kann dabei mit heißem Wasser und/oder mit Wasserdampf durchgeführt werden. Durch die Waschung und Entwässerung unter Überdruck, insbesondere mit heißem Wasser bzw. Dampf, werden die im Feststoff (Schlamm/Abfallprodukt) gebundenen Wertstoffe gelöst und ausge¬ waschen. Daraus ergibt sich insbesondere ein geringerer Natronlaugen¬ verbrauch durch eine größere Rückgewinnung bzw. Laugenregeneration und je nach Betriebsbedingungen auch eine Reduktion der Tonerdever¬ luste. Gleichzeitig wird eine Verbesserung der ökologischen Verträglich¬ keit des zu deponierenden Rotschlamms durch Verminderung der anhaftenden Flüssigkeit und Lauge, verbunden mit der Beseitigung thixotroper Schlammeigenschaften erreicht.
Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Waschung und Entwässerung bei Überdrücken zwischen 2 und 8 bar, insbesondere 4 bis 5 bar, erfolgt. Durch die Anwendung hohen Drücke, kann auch Heißwasser mit Temperatuten weit über 100 °C eingesetzt werde, wodurch die Waschung sehr begünstigt wird. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung bei dünnen Schichten des Rotschlammes, zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 6 mm, durchgeführt wird. Dadurch kann die Waschung besonders effektiv die gesamte Menge an Rotschlamm erfassen.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Filters zwischen 0,1 und 3 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 1 und 2 Umdrehungen pro Minute, be¬ trägt.
Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch ge¬ kennzeichnet, daß Entwässerung des Rotschlammes auf eine Rest¬ feuchte von 15 bis 35 Gew.-%, insbesondere von 20 bis 25 Gew.-%, er¬ folgt. In diesem Bereich zeigt der resultierende Filterkuchen kein thixotropes Verhalten mehr, d.h. es ist keine weitere Trennung von Fest- stoff und Flüssigkeit (Säure) beispielsweise beim Transport bzw. bei der Lagerung zu erwarten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung des Rotschlammes mit einer Waschwassermenge von mehr als 0,5, vorzugsweise bis 1 ,0 m3 pro Tonne trockener Schlamm, durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiters eine Anlage zur Entwässerung / Filtration und Waschung von Rotschlamm unter Verwendung eines Filters, insbe¬ sondere zur Durchführung des Verfahrens. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß das Filter in einem Überdruckraum eingesetzt wird.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Filter ein Drehfilter, insbesondere ein Scheibenfilter vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Überdruckraum eine zusätzliche Dampfhaube über dem Filter vorgesehen ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Verteileinrichtung zur Verteilung des Waschwassers über die Filterfläche vorgesehen ist, wobei unter Verwendung eines Scheiben¬ filters, die Verteileinrichtung beidseitig der Filterscheibe(n) angeordnet sein kann und sich in radialer Richtung weitestgehend über die Filter¬ fläche erstreckt.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert, wobei Fig. 1a das Fließschema einer Variante des Bayer-Ver¬ fahrens, Fig. 1b das Apparateschema einer Ausführung dieser Variante des Bayer- Verfahrens, Fig. 2 eine typische Variante für eine Gegenstrom- dekantation nach dem Stand der Technik, Fig. 3 eine Variante nach der Erfindung, Fig. 4 eine Variante einer Anlage und Fig. 5 eine weitere Variante einer Anlage gemäß der Erfindung darstellt.
Fig. 1a zeigt ein Fließschema der Herstellung von Aluminium-Oxid (Tonerde) aus Bauxit nach dem Bayer-Verfahren. Im Eindicker 1 wird der Rotschlamm aus dem Prozeß abgetrennt und eine Serie von Waschein- dickern 2 (je nach technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen) sowie in weiterer Folge einem Filter 3 zugeführt. Zur Auswaschung wird in der Filtration zusätzlich Wasser 4 aufgegeben und der Rotschlamm 5 auf eine Halde bzw. in einen Absetzteich geleitet.
Fig. 1b zeigt das entsprechende Apparateschema zu Fig. 1a, wobei aus¬ gehend vom Eindicker 1 der Rotschlamm einer Gegenstromwaschanlage zugeführt wird. Nach entsprechender Wäsche in einer variablen Anzahl von Waschstufen (üblichertweise 3 bis 4) wird der Rotschlamm auf Vakuumtrommelfiltern 3 entwässert, gewaschen und anschließend der eingedickte Rotschlamm 5 zur Halde gepumpt.
In Fig. 1a und 1 b ist der in der weiteren Folge betrachtete und durch die vorliegende Erfindung verbesserte Verfahrensablauf durch einen mit X bezeichneten strichlierten Rahmen gekennzeichnet. In Fig. 2 ist eine typische Standardlösung für eine Gegenstromdekantation mit 5 Waschstufen dargestellt. Die Mengen und Konzentrationen der einzelnen Stoffströme sind in Tabelle 1 zusammengestellt, wobei es sich um Näherungswerte bei einem theoretischen Wirkungsgrad von 100 % handelt. Die Rotschlammsuspension der Voreindickung wird über eine Leitung 11 dem ersten Wascheindicker 10 zugeführt. Der Unterlauf des Eindickers wird anschließend auf den nächsten Wascheindicker 20 auf¬ gegeben. Der Überlauf 23 des Wascheindickers 20 wird zur weiteren Auswaschung dem Zulauf 11 vor Eintritt in die Waschstufe 10 beige- geben. Der Überlauf 13 des Wascheindickers 10 wird anschließend wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Die weiteren Waschstufen sind analog aufgebaut. Der Unterlauf 52 des Wascheindickers 50 wird ausge¬ schieden und auf eine Halde bzw. in einen Absetzteich 6 gepumpt. Nach einem weiteren Absetzvorgang wird eine geringfügige Menge an Natron- lauge 7 aus dem Absetzteich 6 rückgeführt, mit Frischwasser 8 ergänzt und über eine Leitung 9 der Waschstufe 50 zum Auswaschen aufge¬ geben. Der Rotschlamm im Absetzteich weist nunmehr einen Feststoff- gehalt von ca 55 % und einen Restlaugengehalt von ca 1,3 % auf, wobei letzterer den Verlust für den Kreislauf darstellt und an anderer Stelle teure Frischlauge in den Kreislauf eingeführt werden muß.
In Fig. 3 ist nunmehr das Verfahren gemäß der Erfindung dargestellt. Analog zu Fig.2 sind hier mehrere Waschstufen vorgesehen, wobei nur mehr 4 Waschstufen benötigt werden. Der Unterlauf 42 des Waschein¬ dickers 40 wird hierbei einem sogenannten Druckfilter 60 aufgegeben. Zur Auswaschung wird diesem Druckfilter 60 weiters Heißwasser 8' zugeführt. Alternativ kann auch Dampf zugeführt werden. Der Filterkuchen 62 des Druckfilters 60 enthält nunmehr ca 75 % Feststoffe und lediglich ca 1 %o Natronlauge als Verlust, die einem Absetzteich 6 zugeführt werden. Das Filtrat 63 des Druckfilters wird mit Frischwasser 8 versetzt und über eine Leitung 9 der 4. Waschstufe 40 zur Auswaschung aufgegeben. Durch dieses Verfahren können der Feststoffgehalt von ca 55 auf ca 75 % erhöht und die Verluste an Natronlauge auf etwa ein Zehntel des bisherigen Verlustes verringert werden. Die zusätzlich ausgewaschene
Natronlauge wird im Filtrat 63 und über die Waschstufen 10, 20, 30, 40 wieder in den Kreislauf zurückgeführt.
Fig. 4 zeigt nun den Teil der Anlage, der das Druckfilter 60 betrifft im Detail. Das Druckfilter 60 besteht hierbei aus einem Druckkessel 70, in dem ein Filter mit einem Filtertrog 71 , Filterscheiben 72, Motor 73 und Steuerkopf 74 im Inneren des Druckraums des Druckkessels 70 unterge- bracht sind. An Stelle einer Filterscheibe können einerseits mehrere auf der Welle angebrachte Filterscheiben, andererseits auch eine Filter¬ trommel Anwendung finden.
Der Unterlauf 42 des Wäschers 40 wird über eine Pumpe 64 in den Trog 71 des Druckfilters 60 geleitet. Dort erfolgt einerseits eine kontinuierliche Kuchenbildung und in weiterer Folge während der Entfeuchtungsphase die Waschung des aus der Suspension gebildeten Filterkuchens. Dazu wird Frischwasser 8' über eine Pumpe 78 und eine geeignete Verteilein¬ richtung 83 auf die Filterscheiben bzw. die Filtertrommel aufgegeben. Das Filtrat wird über einen Steuerkopf 74 in einen Filtratabscheider 75 geleitet, in dem eine Trennung zwischen Abluft 76 und mit Natronlauge ange¬ reicherten Filtrat 63 erfolgt. Dabei kann das Filtrat aus der Kuchenbildung und das Filtrat aus der Wasch- bzw. Entfeuchtungszone getrennt abge¬ führt werden. Der Feststoff wird vom Filter abgenommen und über eine Austragsschleuse 77 und eine geeignete Fördereinrichtung 65 auf eine Deponie 6 geführt. Als Fördereinrichtung kann abhängig vom erzielten Restfeuchtegehalt im Filterkuchen entweder ein konventionelles Förder¬ system, wie Z.B.Förderbänder oder eine Dickstoffpumpe zum Einsatz kommen. Zur Erzeugung des für die Kuchenbildung und Entfeuchtung erforderlichen Betriebsdrucks im Druckkessel 70 wird über einen Kompressor 79 Luft in den Druckkessel 70 geleitet. Weiters wird eine geringe Menge Luft mit geringfügig höherem Druck in den Steuerkopf 74 und von dort in die Filterscheibe 72 bzw. Filtertrommel geleitet, um den Filterkuchen vom Filtermedium abzuwerfen.
Fig. 5 stellt eine ähnliche Anlage dar, wobei statt Heißwasser nunmehr Dampf für das Auswaschen der Natronlauge aus dem Rotschlamm ange- wendet wird. Dazu ist über der Filterscheibe 72 und über dem Filtertrog 71 eine sogenannte Dampfhaube 82 angebracht, in die über eine Leitung 81 Dampf eingebracht wird.
Die Zeichnungen zeigen lediglich beispielhaft die Ausgestaltungen der Erfindung, wobei z.B. auch denkbar wäre, daß der Druck im Druckkessel 70 durch reinen Dampf erzeugt wird und so die Zufuhr von Druckluft sowie auch die Druckhaube entfallen könnten. Eine Druckfiltration ohne Wasch¬ stufen, allenfalls zweistufig oder unter Beimischung von Sand sind weitere mögliche Anwendungen. Auch die Verwendung eines Bandfilters im Druckkessel stellt eine mögliche Variante dar.
Tabelle 1 : Standard CCD
Figure imgf000011_0001
Tabelle 2: Druckfiltration
Pos. Stelle Laugen- Feststoff- konz. konz. g Na20 /l
10 Wäscher I 70 400
11 Zulauf 130 450
12 Unterlauf Wäscher I 70 400
13 Überlauf Wäscher I 70 0 0 Wäscher II 40 400 1 Zulauf Wäscher II 70 400 2 Unterlauf Wäscher II 40 400 3 Überlauf Wäscher II 40 0 0 Wäscher III 25 400 1 Zulauf Wäscher III 40 400 2 Unterlauf Wäscher IM 25 400 3 Überlauf Wäscher III 25 0 0 Wäscher IV 10 400 1 Zulauf Wäscher IV 25 400 2 Unterlauf Wäscher IV 10 400 0 Druckfilter 9 400 2 Filterkuchen 3 1500 3 Filtrat 9 0
Frischwasser 0 0 ' Waschwasser 0 0 Druckfilter
Waschwasserzulauf 3 0 Wäscher IV

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Entwässerung / Filtration und Waschung von Rot¬ schlamm, gegebenenfalls mit Beimengung von Sand, insbesondere aus dem Bayer-Prozeß zur Aluminiumgewinnung aus Bauxit, unter Verwendung von Filtern, wobei auf dem Filter Lauge ausgewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung und Entwässerung unter Überdruck erfolgt, wobei gebundene Lauge regeneriert und ein Rückstand mit hohem Trockengehalt produziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung mit heißem Wasser von über 80 °C, vorzugsweise über 100 °C, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschung mit Wasserdampf, insbesondere Sattdampf, durchge¬ führt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Waschung und Entwässerung bei Überdrücken zwischen 2 und 8 bar, insbesondere 4 bis 5 bar, erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Waschung bei dünnen Schichten des Rot¬ schlammes, zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 6 mm, durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Drehzahl des Filters zwischen 0, 1 und 3 Um¬ drehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 1 und 2 Um¬ drehungen pro Minute, beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Entwässerung des Rotschlammes auf eine Rest¬ feuchte von 1 5 bis 35 Gew.-%, insbesondere von 20 bis 25 Gew.-%, erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Waschung des Rotschlammes mit einer Wasch¬ wassermenge von mehr als 0,5, vorzugsweise bis 1 ,0 m3 pro Tonne trockener Schlamm, durchgeführt wird.
9. Anlage zur Entwässerung / Filtration und Waschung von Rot- schlämm unter Verwendung eines Filters, insbesondere zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter in einem Überdruckraum eingesetzt wird.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter ein Drehfilter, insbesondere ein Scheibenfilter vorgesehen ist.
1 1 . Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Überdruckraum eine zusätzliche Dampfhaube über dem Filter vor¬ gesehen ist.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekenn- zeichnet, daß eine Verteileinrichtung zur Verteilung des Wasch¬ wassers über die Filterfläche vorgesehen ist.
13. Anlage nach Anspruch 12 unter Verwendung eines Scheibenfilters, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteileinrichtung beidseitig der Filterscheibe(n) angeordnet ist und sich in radialer Richtung weitest- gehend über die Filterfläche erstreckt.
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