Die vorliegende Erfindung betrifft Behandlungsmittel und insbesondere Behandlungsmittel zur Filtrierung von Ätznatron-Aluminat-Lösungen aus dem Bayer-Verfahren.

In dem Bayer-Verfahren wird Aluminiumoxid aus Bauxiterzen abgeschieden. Das Verfahren umfaßt das Aufschließen des Erzes in einer Ätznatronlösung zur Extraktion von Aluminiumoxid, das Klären der Lauge zum Beseitigen des in Ätznatronlauge unlöslichen roten Schlammaterials und das Ausfällen von Aluminiumoxidkristallen in der Form als Trihydrat aus der geklärten Lauge. Beim Klären der Lauge werden die festen Teilchen durch Absetzen und nötigenfalls Filtrieren von der Laue getrennt.

Dann wird die geklärte, gefilterte Lauge gekühlt, bis sie übersättigt wird und mit Kristallen aus Aluminiumoxidhydrat geimpft ist. Das Aluminiumoxid wird als Trihydrat in Vorratsbehältern ausgefällt, und die Feststoffe werden nach Teilchengröße gesichtet. Dann wird der grobe Anteil an (primärem) Aluminiumoxidtrihydrat beispielsweise durch Vakuumrotationsfilter entwässert, und wird gewaschen, um seinen Sodagehalt zu vermindern. Dann wird das Aluminiumoxid-Produkt in Kalzinieröfen übergeführt, wo alles freie oder gebundene Wasser entfernt wird, wenn das Aluminiumoxid bei der Herstellung von Aluminiummetall verwendet werden soll. Wenn das Aluminiumoxid zu anderen Anwendungszwecken verwendet werden soll, wird ein Teil des freien Wassers entfernt, jedoch nicht unbedingt das Hydratwasser.

Wie in dem (hier durch Verweis darauf einbegriffenen) USA-Patent Nr. 5091159 erläutert wird, hat man festgestellt, daß Dextran ein besonders geeignetes Behandlungsmittel zur Filtrierung ist. Das Dextran wird der Lauge, die vorzugsweise bereits Calciumaluminat als Filtrierungshilfe enthält, in Mengen von 0,5 – 15 mg/l als einziges Behandlungsmittel zugesetzt. Es hat sich gezeigt, daß sich durch dieses Zusetzen von Dextran sehr starke Verbesserungen in der Filtrierungszeit ergeben.

Natürlich können diese Zusätze von Dextran bei den in dem Bayer-Verfahren verwendeten Mengen ziemlich teuer werden.

Mit der Erfindung sollen zumindest einige der Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt oder soll wenigstens eine kommerzielle Alternative zu diesen geschaffen werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Behandlungsmittel nach Anspruch 1 geschaffen.

Vorzugsweise ist das Polysaccharid des Behandlungsmittels aus der Gruppe ausgewählt, die Pullulan, Dextran, Alginat, Zooglan, Lactam oder Mischungen derselben umfaßt.

Bei einer anderen Ausführungsform wird das Behandlungsmittel in Verbindung mit einer Filtrierungshilfe beim Filtrieren der Ätznatron-Aluminat-Lösung verwendet. Vorzugsweise ist die Filtrierungshilfe Calciumaluminat und am meisten vorzugsweise eine 12%-ige wäßrige Suspension von Calciumaluminat.

Eine solche Filtrierungshilfe ist geeignet, wenn die Ätznatron-Aluminat-Lösung mit einem Kelly-Druckfilter filtriert wird. Eine solche Filtrierungshilfe braucht nicht unter allen Umständen erforderlich zu sein, beispielsweise dort, wo ein Sandfilter zum Filtrieren der Ätznatron-Aluminat-Lösung verwendet wird.

Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Behandlungsmittel ein Verhältnis von Polysaccharid zu Stärke zwischen 9:1 und 1:9.

Der hier auftretende Anmelden hat überraschenderweise festgestellt, daß zumindest ein Teil des Polysaccharids, das normalerweise als Behandlungsmittel in dem Filtrierungsschritt des Bayer-Verfahrens verwendet wird, ohne wesentliche Einbuße an Filtrierbarkeit durch Stärke ersetzt werden kann. Faktisch kann sich durch das Zusetzen bestimmter Mischungen von Polysaccharid und Stärke als Behandlungshilfe eine größere Filtrierbarkeit der Lauge im Vergleich zu Polysaccharid allein als Filterhilfsmittel ergeben.

Eindeutigerweise bringt das bedeutende Vorteile, da die Stärke nur einen Anteil der Kosten der vorgenannten Polysaccharide ausmacht. Durch jedes Ersetzen des Polysaccharids durch ein kostengünstiges Produkt, beispielsweise Stärke, wird die Eigenwirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich erhöht.

Wenn im Kontext eindeutig nichts anderes gefordert ist, sind die Begriffe "umfassen", "umfassend" und dergleichen überall in der Beschreibung und den Ansprüchen im einschließenden Sinn; das heißt, im Sinne von "einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf", im Gegensalz zu einem ausschließenden oder erschöpfenden Sinn aufzufassen.

Zur Veranschaulichung der Vorteile der Erfindung werden die folgenden Ergebnisse lediglich beispielhaft vorgestellt.

In einer typischen Aluminat-Anlage wurden mit Hilfe der Bayer-Verfahrensanlage Filtrierungstests an der Grünlauge ausgeführt, deren Ergebnisse unten in der Tabelle gezeigt sind.

Das verwendete Polysaccharid war Dextran als 7%-ige wäßrige Lösung. Die Stärkekomponente war eine 10%-ige wäßrige Lösung (100 g/l), hergestellt durch Zusetzen von Pulver zu 10 g/l Natriumhydroxid und Umrühren über 15 Minuten bei 60°.

Es wurden zwei Testreihen ausgeführt. Reihe A umfaßte 10 Tests (1A -10A), und Reihe B umfaßte 6 Tests (1B – 6B).

Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, werden für Reihe A mehrere verschiedene Mischungen des Behandlungsmittels in den Filtrierungstests verwendet. In Test Nummer 2A wird eine einfache wäßrige Lösung von Dextran ohne Zusatz von Stärke verwendet. In den Tests 4A, 6A und 8A werden unterschiedliche Dextran/Stärke-Verhältnisse verwendet, und in Test 10A wird eine einfache wäßrige Lösung von Stärke verwendet. Jeder Test werde mit einem entsprechenden Blindtest verglichen, bei dem kein Behandlungsmittel verwendet wurde.

Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, werden bei Reihe B in den Tests 2B, 4B und 6B in ähnlicher Weise unterschiedliche Dextran/Stärke-Verhältnisse verwendet.

Es wurden die Zeiten zum Filtrieren verschiedener Mengen (50 ml, 100 ml und 150 ml) gemessen. Dann wurden die Filtrierungsraten berechnet, und diese Raten wurden mit dem entsprechenden Blindtest verglichen, um ein prozentuales Maß für die Zunahme/Abnahme der Flotierungsraten (%50, %100 und %150) zu schaffen.

Aus den untenstehenden Ergebnissen geht hervor, daß es durch das Mischen des Polysaccharids als Behandlungsmittel mit Stärke zu keiner echten bedeutenden Abnahme der Filtrierbarkeit der Grünlauge kommt und faktisch in manchen Fällen ein Vorteil geschaffen wird.

Bei der Testreihe A ergibt sich bei Verwendung einer wäßrigen Lösung von Dextran als Behandlungsmittel eine durchschnittliche Verbesserung der Filtrierbarkeit von rund 52%. Wenn jedoch Stärke mit dem Dextran gemischt wird, ergibt sich eine leichte Minderung der Filtrierbarkeit, jedoch eine sehr große Kosteneinsparung. Die Tests 4A, 6A und 8A weisen eine durchschnittliche Verbesserung der Filtrierbarkeit von rund 37%, 41% und 46% gegenüber ihrem entsprechenden Blindtests auf. Das läßt sich sehr vorteilhaft mit dem reinen Dextran als Behandlungsmittel vergleichen.

Testreihe B lieferte noch bessere Ergebnisse. Test 2B zeigt eine durchschnittliche Verbesserung der Filtrierbarkeit von 46,1%, wobei das Behandlungsmittel eine wäßrige Lösung von Dextran ist. Die Tests 4B und 6B zeigen eine Verbesserung der Filtrierbarkeit von 55% und 45%, wenn das Dextran mit 50% bzw. 75% Stärke gemischt wird. Das läßt sich natürlich äußerst günstig mit dem Dextran als Behandlungsmittel vergleichen.

Demgemäß ist klar, daß selbst kleine Zusätze von Stärke zu dem Polysaccharid als Behandlungsmittel zu sehr großer Kosteneinsparung ohne jede wesentliche Abnahme der Filtrierbarkeit der Grünlauge führen. Die Ergebnisse sind ganz überraschend, da sich bei Verwendung des rein aus Stärke bestehenden Behandlungsmittels ohne jedes Dextran, wie in Test 10A gezeigt ist, keine Verbesserung bei der Filtrierbarkeit der Grünlauge gegenüber einer unbehandelten Lauge ergibt.

Es ist vorgesehen, daß die dein Polysaccharid zugesetzte Stärkemenge ziemlich hoch sein kann, selbst 9 mal so hoch wie die Menge des Polysaccharids, wie in den Tests 8A und 6B gezeigt ist, die ein Dextran/Stärke-Verhältnis von 25/75 aufweisen, und es besteht eine minimale Auswirkung auf die Filtrierbarkeit der Grünlauge gegenüber dem reinen Dextran als Behandlungsmittel.

Es wird auch auf die Ergebnisse der in Tabelle 3 und 1 gezeigten Testreihe C verwiesen, die den Einfluß eines Dextran/Stärke-Verhältnisses beim Filtrieren der Lauge offenbaren.

Diese Tests wurden unter Verwendung eines Nalco-Druckfilters ausgeführt. Es wurde eine 13%-ige wäßrige Lösung von Dextran (85711) in verschiedenen Verhältnissen mit einer Lösung von 14 Gew.-% Stärke (PE200) gemischt.

Als Maß für die Effektivität des Behandlungsmittels wurden sowohl die Filtrierungsbeständigkeit des Filtermediums (d.h. der Draht- oder Stoffunterlage) und die Filtrierungsbeständigkeit des Kuchens (des roten Schlamms) gemessen, der sich auf dem Filtermedium angesammelt hatte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 1 gezeigt. Beim Vergleich der Testläufe 2C, 4C und 5C, bei denen die Dextran/Stärke-Mischung verwendet wird, ist erkennbar, daß wenig Veränderung in der Beständigkeit des Filtermediums oder der Beständigkeit des Kuchens im Vergleich zu Lauf 1C besteht, bei dem eine wäßrige Lösung nur von Dextran als Behandlungsmittel verwendet wird. Mit anderen Worten, wieder einmal kann dem Polysaccharid Stärke als Behandlungsmittel zugesetzt werden, um eine sehr große Kosteneinsparung ohne jede wesentliche Minderung der Filtrierbarkeit der Grünlauge bereitzustellen. Test 6C zeigt, daß das ganz überraschend ist, da das nur aus der wäßrigen Stärkelösung bestehende Behandlungsmittel die Filtrierbarkeit, zumindest bezüglich der Beständigkeit des Kuchens, wesentlich zu vermindern scheint.

Für den Fachmann ist erkennbar, daß sich die vorliegende Erfindung auch in anderen spezifischen Formen verkörpern kann, ohne vom Wesen oder Umfang der erfindungsgemäßen Idee abzuweichen. Beispielsweise kann Dextran durch ein anderes Polysaccharid wie Pullulan, Alginat, Zooglan, Lactam oder Mischungen derselben in dem Behandlungsmittel ersetzt werden. Es ist auch vorgesehen, daß die vorliegende Erfindung für verschiedene Filtrierungsarten in dem Bayer-Verfahren, beispielsweise für den Kelly-Druckfilter, den Sandfilter usw., geeignet ist.