186395. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vörösiszap flokkulálására
5 186395 6 Iában mintegy 0,0045—0,9 kg/tonna száraz iszapmaradék. A lúgos feltárási folyamat későbbi szakaszaiban hozzáadott kopolimer pontosan meghatározva egy olyan kopolimer, amely 35—75 mólszázalék akrilsavat vagy akrilátot — az akrilát pontos jelentését a fentiekben már megadtuk — és 65—25 mólszázalék akrilamidot tartalmaz. Habár ebben a kopolimerben az akrilamid mellett általában hatékonyan felhasználhatunk etilénesen telítetlen monomereket, gazdasági, hozzáférhetőségi és kivitelezési meggondolásokból a találmány szerinti eljárásban előnyösen akrilamid komonomert használunk. Ezeknek a később hozzáadott kopolimereknek olyan molekulasúllyal kell rendelkezniük, hogy a polimer 0,15%-os oldatának Brookfield-féle viszkozitása 1 molos nátrium-klorid-oldatban, és 60 fordulat/perc sebességű UL adapter és 8-as pH-érték mellett legalább 2,0, előnyösen legalább 3,0 centipoise legyen. Ezeknek a később hozzáadott kopolimereknek menynyisége szintén a feldolgozás alatt álló bauxit specifikus összetételétől és az adott feldolgozási szakasz paramétereitől függ. Mindazonáltal a megfelelő hatást biztosító kopolimer mennyisége a száraz vörösiszap 1 tonnájára vonatkoztatva mintegy 0,0045—0,45, előnyösen 0,0225—0,225 kilogramm. Az, hogy a lúgos feltárási körfolyamat kezdeti szakaszát követően melyik konkrét szakaszban végezhetjük el a 35—75 mólszázalék akrilsavat vagy akrilátot vagy akrilátot és 65—25 mólszázalék akrilamidot tartalmazó kopolimer hozzáadagolását a rendszerhez, a feldolgozási rendszer számos változójától függ. Fontos szerepet játszanak ebben az adott feldolgozási művelet paraméterei, így a hőmérséklet, a pH-érték, a lúg töménysége, valamint a vörösiszap-tartalom. A hatékony feltárást befolyásolja még természetesen az adott bauxitérc típusa is. Mindaddig, amíg nem ismeretes a vörösiszap és a flokkulálószer közötti kölcsönhatás pontos mechanizmusa, nem tudjuk abszolút biztonsággal előre megmondani, hogy a feldolgozási folyamat melyik szakaszában mely változók fogják meghatározni a kopolimer hatékonyságát. Általában azt tapasztaltuk, hogy a kopolimer hozzáadása nagy hatékonysággal végezhető el a feldolgozási folyamat negyedik vagy azt követő szakaszaiban, amikor a Na0H+Na2C03 oldat egy literjének iszaptartalma kisebb 100 g-nál. Minthogy ez a szám csak megközelítő érték és néha inkább véletlen egybeesésen alapulhat, semmint a változók szabályozásán, annak eldöntése végett, hogy a feldolgozási folyamat melyik szakaszában adjuk a rendszerhez a kopolimert, ajánlatos az alább ismertetett vizsgálatot elvégezni. A vizsgálatban „n-edik szakasznak” fogjuk nevezni a vizsgálandó és a kezdeti vagy „fej” szakasznak a nem megegyező feldolgozási szakaszt. Az (n—l)-edik szakasz mosótartályának alsó elfolyását 1: 4 arányban felhígítjuk az n-edik szakasz mosótartályának felső túlfolyásával, így előállítjuk az n-edik szakasz mosótartályát „szimulált” betáplálását. Ez a magas hígítási szint ahhoz szükséges, hogy a vizsgálati hengerben — amely előnyösen egy 500—1000 ml-es mérőhenger — reprodukálható, szabad ülepedést biztosítsunk. Ehhez, az n-edik lépés mosótartályának szimulált betáplálásához 0,05 súlyszázalékos oldatban hozzáadjuk a vizsgálandó flokkulálószert. Az oldat vízzel vagy hígított retúrlúggal (NaOH) készülhet. A flokkulálószer vizsgált dózisát fecskendővel adjuk hozzá a mosótartály szimulált betáplálásához, majd egy perforált búvárdugattyúval (ún. „plungerrel”) végzett 5 lökettel összekeverjük. A folyadék/szilárd anyag határfelület süllyedésének sebességét (méter/óra) egységben mérjük, így meghatározzuk a vizsgált szakaszban a flokkulálószer alkalmazhatóságát. Az alábbiakban példákkal mutatjuk be a találmány szerinti eljárást anélkül, hogy az oltalmi kört ezekre korlátoznánk, továbbá módszereket mutatunk be a találmány szerinti eljárás kiértékelésére. Egyéb jelzés híján a százalékértékek súlyszázalékot jelentenek. 1. példa A fentiekben ismertetett vizsgálati eljárást követve egy 60 súlyszázalék nátrium-akrilátot és 40 súlyszázalék akrilamidot tartalmazó, 5 és 10 millió közötti molekulasúlyú kopolimert vizsgáltunk. A kopolimert hozzáadtuk egy ausztráliai vörösiszap feldolgozási folyamat mosótartályának szimulált betáplálásához. A feldolgozási folyamat kezdeti lépésében a vörösiszapot egy 95 súlyszázalék nátrium-akrilátot és 5 súlyszázalék akrilamidot tartalmazó kopolirnerrel kezeltük. Az alkalmazott dózisokat és az egyes szakaszokban kapott ülepedési sebességeket az I. táblázatban foglaltuk össze. A) Összehasonlító példa Az 1. példa szerinti eljárást követtük azzal a különbséggel, hogy a vizsgálati szakaszban a vörösiszap flokkulálására egy 95 súlyszázalék nátrium-akrilátot és 5 súlyszázalék akrilamidot tartalmazó kopolimert használtunk. A kapott eredményeket az I. táblázatban foglaltuk össze. B) Összehasonlító példa Mindenben az 1. példa szerinti eljárást követtük, de az 1. példa szerinti flokkulálószer mellett még az A) összehasonlító példa szerinti flokkulálószert is alkalmaztuk. A kapott eredményeket az I. táblázatban foglaltuk össze. C) Összehasonlító példa Mindenben az 1. példa szerinti eljárást követtük azzal a kivétellel, hogy vörösiszap flokkulálószereként egy 5—10 millió molekulasúlyú nátrium-akrilát emulziót használtunk. A kapott eredményeket az I. táblázatban foglaltuk össze. I. táblázat Szimulált betáplálás az n-edik mosótartályba [n] A vörösiszap szárazanyagtartalma fe/i] Flokkulálószer [példa] Dózis [g/t] Ülepedés! sebesség [m/óra] 2. 70 i. 36 hatástálán A) ossz. példa 18 11,1 A) ossz. példa 36 24,8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
