200562. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldgyártás során keletkező vörösiszap ártalmatlanítására
1 HU 200562 A 2 A találmány timföldgyártás során keletkező vörösiszap ártalmatlanítására szolgáló eljárásra vonatkozik. Amint ismeretes, az alumíniumot timföldből állítják elő, amely technikailag tiszta aluminiumoxid. A timföldet bauxit-érc feltárásával nyerik. Régebben a feltáráshoz szódát használtak, a korszerűbb módszereknél azonban e célra már marónátront használnak. Az ún. Bayer-eljárás során keletkező vörösiszap a bauxitnak a timföldgyártás szempontjából meddő része, mellékterméke. A vörösiszap erősen lúgos, forró szuszpenzió, amelyben vas-, amilicium- és aluminiumoxidok mellett a ritkaföldfémek oxidjab is jelen vannak. A vörösiszap talajmechanikai szempontból kötött talajnak minősül, számottevő mennyiségű nagyobb méretű frakciója nincs. A finom eloszlású, finom szemcséjű, tixotrop tulajdonságú anyag szilárd részecskéit hidrátburok veszi körül, amely rendkívül időtálló, amiből az következik, hogy a folyékony és szilárd fázis rendkívül nehezen választható szét. A vörösiszapból önmagéban hányó nem képezhető. Folyadékfázisának lúgtartalma nagy, a talajba szivárogva a talajvizet erősen szennyezi, vagyis környezetvédelmi szempontból súlyosan veszélyes anyag. Amennyiben tárolási helyén vízzáró talajrétegződés nincs, a talajba szivárgó lúgos víz ellen csak rendkívül költséges szigeteléssel, az áramló talajvíz lezárásával vagy más módon kell védekezni. A vórösiszap veszélymentes elhelyezését nehezíti az anyag előbb említett azon hátrányos fizikai tulajdonsága, hogy gyakorlatilag folyadékként viselkedik, igy csak medencében helyezhető el. Mivel a timföldgyárakban évente több százezer köbméter vörösiszap keletkezik, elhelyezésére csak földanyagú medence jöhet szóba. A földmedencékben tárolt, szabad felszinü vörösiszapból lassan elszivárgó folyadékfázis - mivel a fent említett költséges szigetelés elkészítésére a gyakorlatban nem mindig kerül sor - a talajvizet szennyezi. A helyezetet a csapadék oldó hatása súlyosbítja. Vörösiszap kezelésére és tárolására a 181 565. számú magyar szabadalmi leírásból ismert olyan eljárás, amelynél a tapadónedvesség-tartalmú vörösiszapot égetett mésszel, valamint szükség szerint adalékkal összekeverve nagynyomású szivattyúval juttatják a tárolótérre. Az igy kezelt vörösiszap ugyan a tárolótereken magas depóméban tárolható a környezet szennyezése nélkül, hátránya azonban, hogy nagy az energia-, gép- és költségigénye, továbbá a mezőgazdasági célra haszhositható terület vonatkozásában sem ad megoldást. A fenti hátrányok kiküszöbölésére javasolták ugyancsak a 181 565. számú magyar szabadalmi leirés szerint az előzőleg szűréssel csökkentett víztartalmú vörösiszap kötőképes, CaO tartalmú pernyével való összekeverését, és az 1-2 napon át pihentetett (érlelt) keverékkel külszíni-, vagy bányaüregek kitöltését, ahol a keverék megszilárdul és véglegesen tárolható. E megoldás hátránya, hogy a kitűzött feladat megoldására alkalmas erőmüvi pernye csak igen korlátozott menynyiségben áll rendelkezésre, mert csak bizonyos helyekről származó szénből keletkező különleges tulajdonságú pernyével lehet a kívánt kótőhatást biztosítani. Másrészt az ilyen pernyékkel készült keverékek hidraulikus szállítása is - a keverék meglehetősen nagy viszkozitása miatt - még mindig viszonylag nagy energiafelhasználással jár. A találmány feladata, hogy olyan megoldást szolgáltasson vörösiszap ártalmatlanításéra, amelynek segítségével a vörösiszapból gyakorlatilag mindenütt rendelkezésre álló kötőanyag segítségével szilárd hányó képezhető, és a még megszilárdulatlan anyagkeverék kevésbé viszkózus, mint a pernyével készült keverék, igy hidraulikus-csővezetékek szállítása kisebb energiaráfordítással megoldható. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a vákuumdobszürőkkel a timföld feltárásához használt nátronlúg vizes oldatának visszanyerése érdekében általában 41- -42%-ig csökkentett folyadéktartalmú vörösiszap a legtöbb esetben kevesebb folyadékot tartalmaz, mint amennyi az optimális csővezetékes szállításhoz és deponáláshoz szükséges, viszont a kezelésére használt mész elegyének a folyadéktartalma vízadagolással a létrejövő kötési folyamat veszélyeztetése nélkül 55- -60%-ra növelhető. A legfeljebb 60%-ig megnövelt folyadékmennyiség a kötés folyamán az anyagba beépül, a környezetet tehát nem szennyezi, viszont oly mértékben javítja az anyagnak a hidromechanizációs szállítás szempontjából lényeges tulajdonságait, elsősorban a viszkozitását, hogy annak csővezetéken történő továbbszállítása a korábbi, hasonló célú megoldásokkal összehasonlítva jelentősen kisebb energiaráfordítással, egyszerűbben és gazdaságosan végrehajtható. Felismertük továbbá, hogy ha az előzetesen csökkentett folydéktartalmú vörösiszapot igen intenziven, viszonylag hosszú időtartamon ét jelentős munkabefektetéssel, és túlnyomórészt nyíróigénybevételt kifejtő keveréssel homogenizáljuk a mésszel és az-adott esetben-utólag adagolt vízzel, a vörösiszap eredeti anyagszerkezete megbomlik, a látszólagos viszkozitása csökken, tixotrop tulajdonságúvá válik, aminek köszönhetően folyós, hidromechanikus úton (csővezetékben) jól szállítható és jól szivattyúzható anyagkeveréket kapunk, hiszen - éppen az intezív keverés és a víztartalom-növelés eredményeként - elérhető, hogy a szűrőgépekröl leválásztott vórösiszaplepény 120,00 - 140,00 Pa.s viszkozitása 3-5 Pa.s értékre csökkenjen, ami már igen kedvező a csővezetékes szállítás vonatkozásában. Ugyanakkor ez az anyag viszonylag gyorsan megköt, és abból környe-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
