JPS58213631A - 赤泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、赤泥をよりｇ易に再使用するだめの処理方法
に関する。

赤泥はアルミニウム製造時に生成する廃棄物である。出
発物質であるボーキサイト（特に鉄及びアルミニウム酸
化物を含有する）は昇温することによυソーダ又は苛性
ソーダ溶液と共に溶解される。この溶解工程において、
アルミニウムは溶解し、一方酸化鉄（Ｆｅ２Ｃ）ｇ　、
　Ｆ＠！０４　）及び他の残存している固形物は、微細
に分割された状態で、アルカリ性の水性懸濁液中に残留
している。懸濁液は約７００ｃの温度で、例えばドラム
タイプのフィルター上において濾過される。赤泥はこの
際にドラムフィルター〇Ｆ布上に析出し、そこから剥離
し掻出される。赤泥は一般に、ドラムフィルターの下方
に配置されてる洗滌水を流した集取とい上に落下し、そ
れによって更に稀釈され、パイプラインを経て棄棄物堆
積場に搬送される。赤泥は通常は廃棄物として取扱われ
る。もちろん赤泥には、例えば石炭の水−素化ｊ反応・
を活１性・イｌ！Ｖせ・・し・め−１か触１媒・と−し
ての用途のような限定さ朴た使用シ］能性がある。

石炭の水素化には、水素７化反応を促進するための触媒
の存在が必要とされる。しかしながら従来は　　　□前
記限定された赤泥の使用には、その取扱い難さによる制
約が存在した。その理由第１に赤泥は、油性の物質であ
シ、また輸送及び取扱いの条件にイ よっては、固形物が一層濃縮されるおそれがあり、この
濃縮は、液相から固相の一部が分離される方向において
起こり、その結果として、アルカリ性の水溶液性相が生
成する。そのため搬送容器その他から無制御に流出しな
いようにするだめの特別の処置が必要になる。そのため
再使用の前に赤泥を乾燥することが試みられている。

赤泥は通常は４０〜６０重量％の水分を含有し、この水
分は加熱することによって除去し得る。しかしこれには
別の複雑な装置を必要とし、エネルギーコストも増大す
る。

本発明の課題は、取扱い及び搬送が容易なように赤泥を
処理することにある。エネルギー及び製造技術上の装置
に髪するコストは可及的に少くすべきであり、また赤泥
の使用司能性がいかなる制約も、或いはいかなる実質的
な制約も受けないようにすべきである。

この課題を解決するために、本発明により、成る充分な
量の細かく磨砕した石炭材料特に微粉状の石炭材料を４
０〜６０重量％の水分を含有する赤泥に混合することが
提案される。微粉状の石炭材料の混合は、ドラムフィル
ターからの赤泥の分離の直後に行うことが特に望ましい
。それはこの時点で赤泥がスラリー′状から混合過程に
とって有利な泥状ないし糊状の、即ち比較的低粘性の稠
度を有するためである。前述の如く赤泥は４０〜６０重
量％の水分を’６　Ｍしている温度が低下すると赤泥の
粘稠度が低下し、赤泥は再び粘性を増し、粘土状の粘稠
度をもつようになる。石炭ダストで処理すると、赤泥の
油性が完全に失われ、その結果として取扱い易い粒状の
混合物が得られることが判明した。この混合物が比較的
簡単な低速で回転する混合機において製造され得ること
は特に有利である。その結果混合物を比較的長い期間に
亘りサイロに貯蔵しておくことも、空気輸送により搬出
することもｂ」能である。

重力法に極微粉の褐炭又は亜炭を用いると特に有利であ
ることが判明している。開本ＢＡ＃ｉ喪並びに褐炭に関
する引例において交互に用いられる褐炭と亜炭の用語は
、亜炭を包含しその反対に褐炭を包含することに注意す
べきである。これは主に褐炭又は亜炭が特にダスト形状
においてその大きな内部表面に基づいて比較的多量の水
分と結合し得ることによるものである。これは使用した
褐炭又は亜炭の水分が例えば１０〜１５％程度となお比
較的高い場合にも同様である。褐炭又は亜炭に固有の水
の少くとも大部分はコロイド状に結合し−ているため、
赤泥と褐炭又は亜炭ダストよシなる混合物の全水分に全
くを与しないが又はほとんど冨与しない。従って、所期
の効果を得るために褐炭又は亜炭を特に低い水分となる
まで乾燥させる必要はない。それどころか褐炭又拡亜炭
の通常の取扱い及び加工の際に按易に得られる褐炭又は
亜炭のフンクション（はんば物）を本発明方法に使用で
き、その残飼水分は、結果混合物の水分ではなく（若し
磨砕が必要な場合において）石炭の磨砕性又は粉砕性に
依存する。

それ故本尭明による赤泥の処理法は容易に利用物に利用
され得る。

赤泥の乾洋に盛装な石炭ダストの量は比較的わずかであ
る。赤泥と褐炭又は亜炭との重量比を０゜５〜１０：１
とすると満足すべき結果が得られることがわかった。赤
泥−石炭の好ましい重量比は１：１である。その混合比
は赤泥の水分にも依存し、水分の低い赤泥にはより少量
の褐炭を添加し、その逆に水分の多い赤泥にはより多量
の褐炭を添加する。微粉炭ダストの代りに微粉粒コーク
ス又はコークスと石炭との混合物を用いてもよい。この
場合にもコークスの大きな内部表面が所期の効果即ち赤
泥の水分の結合に寄与する。

上述したように、褐炭又は亜炭ダストを使用する場合そ
の様なダストは一般に予め乾燥処理する。

瀝青炭又は無煙炭の場合に赤泥を結付するために用いら
れるに必安な石炭の稈度は一般にその採掘方法に依存す
る。篩機により分離したダスト即ち乾ｙｋ分離したダス
トは一般に乾燥を必要としない８その反対に、フィルタ
ー上にて脱水した極微粉の瀝青炭又は無煙炭においては
、加熱乾燥によシ水分を更に減少させることが必要とな
る場合がある。

例えば残留水分１２チまで乾燥させた極微粉の褐炭又は
亜炭と赤泥と上述したように混合させた混合物は、液化
を目的とした褐炭又は亜炭の水素化処理に特に適合して
いる。褐炭又は亜炭の水素添加液化の場合、赤泥の乾燥
のために使用すべき褐炭又は亜炭ダストの量は、使用さ
れる褐炭又は亜炭の全量に比べて比較的わずかである。

斯くして褐炭又は亜炭ダストの形態にて水素添加すべき
石炭全量の２〜５％が赤泥との混合に必要とされる。こ
の場合未処理の赤泥全水素添加装置の個所まで搬送しな
くともよいように、赤泥と微粉褐炭との上記の混合を赤
泥の生成個所において行うと有利であることが判明して
いる。それによシ汚染と類似のトラブルがどんな場合に
も回避される。

赤泥−石炭混合物中に含有される水がその後の混合物取
扱いに際してどんな場合にも結合状態に保たれていると
いう、本発明において一般的に達成可能な利点がその場
合に重要である。

この事実によって上述したように混合物をサイロ中に貯
蔵することが可能になる。

赤泥と褐炭又は亜炭ダストとは種々の混合装置により混
合させ得る。−例として回転数を調節自在とした流動混
合機を使用して良好な結果が得られた。流動混合機によ
れば混合物の粒径を変えることができる。混合速度を高
くすると粒径は一般に減少する。この効果は一般に流動
化用の補助翼又は羽根を組込むことによって更に高めら
れる。

しかし低速で作動する混合装置例えば向流混合機又は混
合捏オロ機を用いてもよい。使用される赤泥の粘稠度に
従ってその一方又は他方の混合装置ないし遠心混合法又
は混合捏和法のどちらか１つを優先させる必要が生じ得
る。通常は褐炭又は亜炭ダスト祉赤泥に連続的に添加す
る。しかし段階的にか又はバッチ的に又は２バツチに分
けて褐炭又は亜炭ダストを赤泥に添加することが望まし
い場合もある。

混合過程を促進し付加的な乾燥を行わせる目的で混合装
置を外部から別に加熱してもよい。赤泥拡周知のように
揺変性を示し、機械的作用を受けると糊状の状態から多
少とも流動状に変化する。

例えば外部から熱を加えると赤泥が流動状に移行し易く
なるため、褐炭又は咀炭ダストとの混合が容易になり、
混合状態が改善される。

上述したように赤泥−石炭混合物を比較的長い期間に亘
りサイロに貯蔵し、必要に応じて長い距離を使用のため
一定地域迄空気峯送し得ることによって、最終使用個所
の近くまで混合物を搬送することが可能になる。本発明
の教示は、石炭の水素添加触媒としての用途以外の赤泥
の用途を開発することにも適合している。また本発明の
赤泥処理方法によると、一般に赤泥の用途に何等の経験
側等の物の制限なく、装置の保全費も低簾で消費エネル
ギーも少いことが判明している。

次に本発明方法の利点について更に実施例によって説明
する。

Ｆｅ２０Ｂを５重量％、−また水を約５５重量％を含有
する赤泥を、水分１２％の褐炭又は亜炭ダスト（ＴＢＫ
１２）と、重量比１：１で混合した。混合時間は１０〜
２０分とした。混合時間１０分において既に充分良好な
混合物が得られた。混合時間２（２分で取得した混合物
は充分に微粒状ないし微粉状であつル。混合温度は７０
ア１００Ｃであった。種々の混合装置及び種々の回転数
において混合を行った。結果生成物は、赤泥と褐炭又は
亜炭ダストとの砕は易く又は微粉状の混合物でめった。

この混合物社乾燥した外観を有するもので、篩機又は篩
別分析にかけられた。この結果を表に示す。

試験１．２においてヘンシェル製の流動混合機を用いた
。混合機回転数は比較的高く、１６００回転／分であっ
た。試験６では、攪拌機構の回転と逆の方向に低速で・
回転する混合板から成るエーリツヒ製の向流混合機を用
いた。試験４では遠心効果及び渦動効果を有するレーデ
ィゲ製すき刃状混合機を用いた。この混合機の回転速度
は６００回転／分であり、従って試験６の°混合機よシ
も高速であった。

試験５では回転数６０〜６０回転／分のブス製の混合−
捏和機を用いた。この装置においては捏和ハウジング及
び捏和スクリューは、連続作動する装置として形成し、
回転子が回転運動と軸向き運動とを行うようにした。

混合物の粒径については、試験１，２．５の値は、試験
６，４の平均粒径よシも明瞭に小さい値であった。これ
鉱かさ密度についても同様であった。更に試験６．４の
条件の下においての細砕過程は実験１，２．５の条件の
下においてのものに比べて遅れていることが明らかにさ
れたｄしかし結果混合物の水分については、各々の試験
結果の間に大きな差異は見られず、その期待もできなか
った。

全部の試験結果は図の平均値によシ更に明瞭に示されて
いる。この図では、篩上の残留物を横軸に、また混合物
の粒径或いは測定姉の目の大きさが縦軸にそれぞれプロ
ットされている。目盛には対数目盛を用いている。得ら
れた平均値曲線は近似的に双曲線になる。

赤泥と褐炭又は亜炭ダストとを混合して取扱−の容易な
混合物が得られ、この混合物が褐炭又は亜炭の水素添加
化による液化に際し触媒として特に適していることが、
上述した各試験結果にょって明らかにされた。瀝青炭Ｘ
線無煙炭ダストによシ赤泥を実験的に処理した場合にも
、比較可能な成果が得られた。

試験１〜５のデータは次の通りとした。

混合物　褐炭又は亜炭ダス）　（ＴＢＫ１２）赤泥（Ｆ
ｅ２０ｇ及びＦｅ３Ｏ３，３０〜４０重量％） 混合比　１：１（重量比） 混合時間　１０〜２〇−分 混合温度　７０〜１００Ｃ

【図面の簡単な説明】

図は篩上の残留物（％）を横軸に、また混合物の粒径或
いは測定篩の目の大きさくμｍ）を縦軸にそれぞれ示し
たグラフである。 代理人弁理士　木　村　三　朗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 理方法。 ２）前記石炭がダスト形状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の処理力法。 ろ）前記石炭がコークスを包含する仁とを特徴とする特
   許ｍｌ求の範囲第１項記載の処理方法。 ４）前記石炭がごく微粒の褐炭であることを特徴とする
   特Ｉｆ　１ｉＪｌ求の範囲第１項又は第２項記載の処理
   方法。 ５）赤泥を石炭と０．５〜１０：１の重量比で混合する
   ことを特徴とする特１ｔｆＦｉｉｉ求の範囲第１〜４項
   のいずれか１項記載の処理方法。 ６）前記重量比が１：１であることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の処理方法。 ７）がｊ記褐炭の水分含有量を２０重量−以下に予備乾
   燥することを特徴とする特許請求の範囲第４項又はいず
   れか従属項記載の処理方法。 ８ン前記水分含有量が実質的に１２チであることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項記載の処理方法。 ９）前記石炭を連続的に赤泥と混合することを特徴とす
   る第１〜８項のいずれか１項記載の処理方法。 １山前記石炭と赤泥とを一段階的方法により混合するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜８項の内いずれか
   １項記載の処理方法。 １１）前記石炭を２段階にて加えることを特徴とする特
   ＩＩ′Ｆ酊１求の範囲第１０項記載の処理方法。 １２）前記赤泥−石炭混合物において所定の粒径を得る
   ように速度調節混合機にて、該混合機の操作速度を制御
   することを特徴とする特詐珀丞の範囲第１〜１１項の内
   いずれか１項記載の処理方法。 １６）赤泥と石炭とを向流混合機にて混合することを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜１２項のいずれか１項記
   載の処理方法。 １４）赤泥と石炭とを混合捏和装置にて混合することを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜１２項いずれか１項記
   載の処理方法。 １５）石炭を混合した赤泥を再使用前にサイロに中間貯
   蔵し該ナイロから空気輸送にょシ取出して使用ケ所に搬
   送することを特徴とする特１ｌＰＦ請求の範囲第１〜１
   ４項のいずれか１項記載の処理方法。 １６）再使用のために乾燥性物質と共に赤泥を処理する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項と実質的に上に
   記載された項の処理方法。 １７）特許請求の範囲第１〜１６項のいずれか１項の処
   理方法によって製造したことを特徴とする混合物。 １８）石炭の水素添加液化に用いられることを特徴とす
   る第１７項記載の混合物。