JPS626871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的はボーキサイト処理の廃棄物及び
これの補集物を充てんため池中に処分する方法に
関するものである。特に、本発明は上記廃棄物中
に含まれるソーダ分の回収に続いて、充てんため
池中に投入する前にまだ実質的に存在するソーダ
分を海水で中和する操作を組合せて、補集および
水切りにおいて高度に特徴づけられた処方方法に
関する。

周知のように、例えば周知のバイヤー
（Bayer）法の場合のようなボーキサイト処理の
残留物質の除去はアルミニウム製造工業では、な
かんずく、例えば生成アルミナの３倍に近い非常
に大量の廃棄物の山のために常に厄介な問題にな
つていた。

この問題を解決するために、工業的に重要な化
合物の抽出、及び建設資材などとしての用途の両
方に対する該残留物の使用について種々の技法が
提案された。

しかしながら現在までにはこれらの技法で経済
的に満足のいく結果は得られていない。

それ故、当業界では現在、ボーキサイト廃棄物
の処方には海中あるいは地上又は地下の影響の少
い水域に投棄するのが好ましいとされている。

水中投棄の方式ではどの場合でも費用がかか
り、地形学的に適切な帯域を除いて、生態学的な
危険を生じ、一方どの場合にも人間の居住地域か
ら遠く離れ、且つ工場の設備にも障害のない、地
質学的にも気候上も適切な土地で実施することに
なる地上投棄の方式では、排出される泥の性質及
び組成のために環境に対して有害な結果を及ぼさ
ない満足のいく固化特性をもつて堆積させること
は現在までにはなされていない。

それ故、本発明の目的は上記の欠点をなくする
か、あるいは実質的に軽減して、機能的及び経済
的な観点から特殊な利益をもたらす、ボーキサイ
ト処理の廃棄物を処分する方法を行うことであ
る。

このために本発明では、濾濁状態のボーキサイ
ト泥をプラントで機械的に濾過し、同時に濾過ケ
ーキの連続洗浄によつて、アルミナ製造工程に再
循環させるソーダを回収し、且つ次にケーキ中に
まだ含有されているソーダ残留物を中和し、且つ
充てんため池中に容易に運ぶことのできる軟泥を
得るために該ケーキを海水で再び流動体化させ
る、ボーキサイト処理廃棄物を処分する方法を提
案するものである。

本発明の方法によれば、ボーキサイト懸濁泥中
に存在するソーダ分の積極的かつ即時的の回収が
行われ、ソーダ分はまだ活性形態で回収されるた
めに、また、海水を用いる上記の再流動化操作の
結果、ため池中に運ばれる泥状物は完全に中和さ
れて不活性にされており、環境及び生態学的安全
性のあらゆる必要条件を満たすことができるた
め、ボーキサイド処理の基本工程に対しても、技
術的、経済的に著しい改良を与えることは明白で
ある。

それ故、本発明で提案の技術的な解決方法は既
に公知の地上投棄する処分技法の基本的な欠点、
詳細にはソーダの炭酸塩化現象を生じさせる排水
及びデカンテーシヨン水域からのソーダ回収に関
する欠点をなくし、同時に基本ボーキサイト処理
工程で再使用するのに必要な特性に改変するに全
く適切なものと思われる。

本発明による方法のもう一つの利点は排出泥の
濾濁物中にあるソーダ残留物を中和してあるため
に、充てんため池への導入パイプに関して、材料
の腐蝕性を少なくして使用することができるとい
う利点である。

最後に、上記の方法に従つて基本ボーキサイト
処理プラントから排出される泥を運び込む充てん
ため池の構築及び仕上げは、予知される全製造サ
イクルについてのボーキサイト処理廃棄物の処
分、及び土地の埋め立てを実現する両方の可能性
を保証して、在来の湿地帯あるいは低地帯を工業
用地又は都市の新開地として復元させることであ
る。

充てんため池を設置する地域の地形学的特徴は
一般に泥を迅速に水きりするのに必要な条件を満
足しなければならない。特に、岩石又は石質地層
が露出していない砂質底部の保証がなければなら
ない。本発明による充てんため池の本質的な特徴
は均一な分布と蒸発を得るために数か所で泥状物
を充てんため池に導入し、破砕岩を張り詰めた適
当な透過性の砂心部と、巨大玉石の防壁で築堤し
た、断面てい形の収容体構造または堤防を選定
し、堤防の外側の基礎部に対する静水位を減じ
て、洗浄水が薄膜状で堤防の外側面に流れる現象
を防止する水切り層を用いることである。

通常の土堤、すなわちダムとは著しく異なるこ
の構造ではボーキサイトの残留物を地上で処分す
るのに従来使用した前記のため池の欠点をなくし
て、泥の固相を安定に収容したままで、液相の水
切りをしやすくする。

このような仕上げの特殊な利点の中で、泥の乾
燥が早いことの外に、充てん区域の固さの均一な
こと、及びため池の「収率」が高くて、見込まれ
るプラント耐用期間中に導入される泥の容積を約
1/4に減少させることを挙げなければならない。

それ故本発明の目的は下記の工程、 (a) 洗浄デカンター中でボーキサイト廃泥の懸濁
液を調製し、 (b) このボーキサイト泥の懸濁液を濾過して濾過
ケーキを形成し、 (c) 濾過機上の濾過ケーキを熱水で連続的に洗浄
して大部分のソーダ分を有する液相から分離
し、 (d) 濾過機から分離した泥状ケーキを泥状物１m³
当り約0.25m³の海水で処理して、読泥状物を固
形含量約35〜40％の泥状懸濁液として再流動化
し、かつ残存ソーダ分を中和し、 (e) この再流動化され、かつ中和された懸濁液
と、ボーキサイト処理工程からの砂状残渣との
混合物を形成し、 (f) この混合物を充てんため池に送り、 (g) この混合物に約1.3Kg／の密度となるまで
海水を添加することを特徴とするボーキサイト
処理の廃棄物を処分する方法である。

次に泥の濾過、洗浄、中和の操作はすべてボー
キサイト処理プラント自体に組込んで行うことを
是非強調しておきたい。

真空で操作する、１基の表面積が100m²の回転
過機を使用するのが好ましい。過機から分離
した過ケーキの海水による処理はかき混ぜ機を
装備してある懸濁タンク中で行う。既述したよう
に、海水は泥を再び流動化させる外に、泥の中に
存在するソーダと反応して、これを中和する。固
形物を35ないし40％含有する混合物を得るのが好
ましく、これを貯蔵槽に移し、この中でやはりボ
ーキサイト処理の残留物である、あらかじめ洗浄
し、且つ中和してある砂と混合する。

充てんため池は既述したように３基を透過率の
高い砂質の地上に建設するのが好ましい。

既述したように処理した排出泥を集収し、且つ
収容するための各充てんため池装置は、所謂、粗
炭の破砕岩の層を張り付けてある、透過性の砂の
内心部があり、外側を大形の玉石で築堤してあ
り、その頂部には泥の分配パイプを取り付けてあ
つて数個の導入口で泥をため池の中に導入し、且
つ基礎に水切り層を補つてある、海水面より上に
配置した横断面がてい形の収容体構造、すなわち
堤防が特徴である。

粗炭の破砕岩層は厚さが約１ｍあり、且つ収容
体の外側用の玉石、例えば粗面岩玉石は重さが１
ないし３トンあるのが好ましい。

このような構造は廃ボーキサイトの収容体及び
処分の問題の解決を保証するために計画した主要
パラメーター、詳細には (1) 地面から10ｍ近く高い、しかも廃ボーキサイ
トの液体部分に対して透過性の安定な構造体か
ら成る収容体周辺を実現することによつて、廃
ボーキサイトの固体部分を平坦な土地に収容す
る方法、 (2) 最短時間内に充てん表面を均等に固化させて
平均1.5Kg／cm²の耐負荷力を得る方法、 (3) 固形物の平均含有量約30重量％、及び約1.25
トン／m³に等しい平均密度の廃ボーキサイトを
含有する泥３千万m³をため池に導入する必要
性、 を満足させるのに特に適切なようであつた。

詳細には、上記の論点１に関しては下記のパラ
メーター、ため池への泥の排出口で平均傾度1/15
０の円錐の生成、約３／m²／時に等しい泥の液
体部分のデカンテーシヨン速度、ため池の中に沈
積した泥の山の内部での約0.4／m²／時に等し
い水切れ速度、及びため池底部及び堤防表面の
300／m²／時に等しい水切れ速度、すなわち泥
の水切れ速度よりも750倍速い速度、で応じられ
る。

この場合、てい形の横断面の最大寸法は、大き
い底辺が35ｍ、小さい底辺が５ｍ、高さが10ｍで
あり、一方周辺4700ｍの平均横断面は約120m²で
ある。

上記のタイプのパイロツトため池で行つた試験
で、なかんずく論点２に関しては、泥の中にある
固形物の百分率は外側層中の液相がため池にしぼ
れるために、非常に短い時間で２倍になることを
示した。

こうして脱水された泥の表面は直接蒸発にさら
されるので、排出円錐体上に形成される各層につ
いては、必要とされる耐負荷力にするのに十分以
上の、75ないし80％に近い固形物含有量に等しい
乾燥度が得られる。

試験では更に、都合のよい充てん計画によつて
あらかじめ設定した順序及び持続時間に応じてむ
き出しの、多数の排出チツプの周囲に交互に作ら
れる種々の円錐体の次ぎ次ぎとできる層のために
乾燥させることができることを示した。

最後に、論点１に関して、本発明の方法では導
入された泥の容積を1/4よりも小さく縮小させ、
そのためにため池の容量を15年間注入することに
なる泥３千万m³を収容するのに適合する８百万m³
に制限することを確認した。

詳細には、各ため池には海面上平均9.5ｍまで
充てんし、堤防上部を海面上10ｍと見込むことが
できる。各ため池の寿命のつきる年に乾燥泥をこ
の高さに到達させるためには、このため池への排
出はこれまでの間に建設した次のため池への排出
に切り替えて、注入した泥状物を固化させる。

このように泥状物が濃縮するために、ため池自
体が完全に充満するまでに、次に充満させるため
に使用できる容積ができる。例えばこのタイプの
パイロツトため池の操作で得たパラメーター、及
びわざわざ設置した測候所のパラメーター、すな
わち１m²当りの年間蒸発量（約2000／m²／年）
１m²当りの年間浸透量（蒸発量の1/3） 液面上の泥の静止角（1.5％）、及び 液面下の濃縮泥の静止角（0.7％）、 を考慮に入れ、且つ又充てんため池に関係のある
土地の構造、及び排出する泥の流速をも考慮すれ
ば、充てんを開始した時には、排出地点から最も
遠く離れた地点では液体の水位は濃縮泥よりも数
センチも高いことが見込まれる。

この水位は、泥が徐々にため池の底全体を占
め、蒸発及び浸透にさらされる表面が連続的に広
くなるにつれて変化する。

これらの現象がため池の表面全体を占めるよう
になれば、季節によつて変化するが、液体の水位
は排出地点から最も遠く離れた地点で高さが１ｍ
をこえることはない。

ため池をいつたん完全に充満させれば、約３な
いし４か月間放置して泥を乾燥させ、これまでに
乾燥した泥の表面は砂でおおつて、風の作用で粉
化するのを防止する。

次に、添付の図面を参考にして本発明を詳細に
説明するが、選定した実施態様は説明するための
ものであつて、限定するためではないことを述べ
ておく。

図面について詳細に説明する、 第１図は本発明による泥の過工程の工程系統
図であり、 第２図は本発明による充てんため池の収容構造
体の横断面図であり、且つ 第３図は第２図による構造体の上部本体の横断
面図である。

添付の第１図を詳細に参考にして回転過機群
２に注目されたい、この中では該過機群のタン
クの中にパイプ１から少量の白泥（シユウ酸塩）
と一緒に最後に仕込んだ赤泥を処理する。過機
は必要な過容量に従つて変化し、且つ過タン
クの水位の高さによつて制御することのできる、
20ないし162回転／時の速度で回転する。過ケ
ーキの洗浄はパイプ１０で供給する水で行い、
過機２の上方部に設置してある低圧噴霧機ａ及び
高圧噴霧機（図には示してない）の両噴霧機に移
し、これらはケーキが生成するやいなや洗浄す
る。ソーダ及び塩酸はパイプ１２を経て送り、や
はり過機群のタンク２に仕込む。布の水洗
（図には示してない）もタイマーによつて不連続
的な方法で行う。

泥の量に対して一定の比率の海水（泥１m³当り
海水約0.25m³）をポンプｂの作用でパイプ１１及
び７を経て、過ケーキ３が排出されるマツシヤ
ー・スクリユー・コンベア（masher screw
conveyer）４に仕込む。

すりつぶし、海水で希釈した泥をスクリユー・
コンベアのオーバーフローから排出させ、且つパ
イプ８を経て２基の乳化機５の一方に送り込み、
この中でポンプｃの作用で希釈タンク（パイプ１
１）から来る海水に懸濁させた砂の懸濁物６を添
加する。次に泥を乳化機５から排出させ、ポンプ
ｄの作用でパイプ９を経て充てんため池に運ぶ。
ボーキサイト処理工程の酸性残留物も又パイプ１
７を経て乳化機タンク５に仕込む。乳化機タンク
５の中の水位の制御は泥移送ポンプをも動かす直
流モーターの直接作用によつて泥移送ポンプの回
転数を変化させて行う。

泥の密度を所望の値（約1.3Kg／）に調節す
るために更に海水を追加する（図には示してな
い）ことも予知される。

処理した泥のPHは泥をため池の方に送るパイプ
９の出発点に取り付けてあるPH計で連続的に測定
する。過機群のタンクの底部から出てくる液
を水漏れのないバロメトリツク・チユーブ
（barometric tube）を経て２基の液受槽10′に
移し、液貯槽１３に集め、ここからポンプｅの
作用で液蓄積槽１４に送る。

液蓄積槽１４の水位の制御は過ポンプの射
出口の絞り弁の調節で行う。２基の液蓄積槽１
４を使用し、これらは並行して、すなわち平衡を
保たせる連結を中断することなる操作され、この
連絡が中断されるのは２基の液受槽１０′の一
方を整備する時だけである。

真空装置は単一過機の分離器から来る空気を
集める収集器（図に示していない）、及び真空ポ
ンプの「汚損」を避け、且つ分離した水をポンプ
ｆ及びパイプ１６を経て液蓄積層１４に運ぶた
めに空気が持ち込む水を空気から取り去る水滴分
離器１５２基から成る。１４に集めた液は、処
理水及び不良凝縮液をそれぞれパイプ１８，１
９，２０を経て加えてから、パイプ２１を経て排
出する。特殊な計画の実施態様では、上記のタイ
プの泥処理装置は下記の特性、 固形物含有量 28重量％ 密 度 1.24トン／m³ ソーダの濃度 9.7ｇ／ 湿 度 80℃ を有する赤泥の207トン／時の量を処理するのに
適切であるということがわかつた。

海水を添加した後、処分するために送つた砂の
特性は下記の通りであつた。

流 速 26トン／時 密 度 1.11トン／m³ 固形物含有量 15重量％ 温 度 室温 連続運転を保証しようとすれば、通常運転中の
４基、及び待機中の２基、の６基の回転過機を
設備する。

さて、添付の図面の第２図及び第３図を参考に
して、堤防の外側表面になつているモザイツク様
の方法で配置してある、１ないし３トンの粗面岩
玉石で囲まれた、厚さ約１ｍの粗炭の破砕岩の水
切り層２３を張り付けてある透過性砂の心部２２
から成る充てんため池の収容体堤防のてい形横断
面の構造を知ることができる。水平水切り層２５
は、堤防の外側で基礎に対する静水位を減じるこ
とによつて堤防の外面で洗水が幕状になつて流通
する危険を防止するために基礎の上に造るように
設計する。堤防の本体は泥を供給するパイプ（図
には示してない）を中に設置してある上部通路構
造２６のある上部（詳細には第３図参照）で終
る。ため池の内部ａの泥の最高の高さ２７は堤防
の上部の高さよりもわずかに低い。かこい２８は
上部通路構造２６の平面上で堤防の外側ｂから設
計する。

特殊な実施態様を参考にして詳細に本発明を説
明したものであるから、本発明の保全限度から逸
脱することなく、変更又は変化を加えることがで
きることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による泥の過工程系統図であ
り、第２図は本発明による充てんため池の構造体
の横断面図であり、第３図は第２図に示した構造
体の上部の横断面図であり、 ２は回転過機、３は過ケーキ、４はコンベ
ア、５は乳化機、６は砂懸濁物、１０′は液受
槽、１３は液貯槽、１４は液蓄積槽、１５は
水滴分離器、１，７，８，９，１０，１１，１
２，１６，１７，１８，１９，２０，２１はパイ
プ、２２は心部、２３は水切り層、４は玉石、２
５は水平水切り層、２６は通路、２７は最高泥
面、２８はかこい、第１図のａは噴霧機、ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆはポンプ、第２図のａは池の内
側、ｂは池の外側、第３図のａは池の内側、ｂは
池の外側、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボーキサイト処理工場からのボーキサイト処
   理廃物を処分する方法であつて、該方法が (a) 洗浄デカンター中でボーキサイト廃物泥の懸
   濁液を調製し、 (b) このボーキサイト泥の懸濁液を濾過して濾過
   ケーキを形成し、 (c) 濾過機上の濾過ケーキを熱水で連続的に洗浄
   して大部分のソーダ分を有する液相と分離し、 (d) 濾過機から分離した泥状ケーキを泥状ケーキ
   １m³当り約0.25m³の海水で処理して該泥状物
   を、固形含量約35〜40％の泥状懸濁液として再
   流動化し、かつ残存ソーダ分を中和し、 (e) この再流動化され、かつ中和された懸濁液と
   ボーキサイト処理工程からの砂状残渣との混合
   物を形成し、 (f) この混合物を充てん溜め池に送り、 (g) 混合物に約1.3Kg／の密度となるまで海水
   を添加する ことからなるボーキサイト処理廃物の処方方法。 ２ 濾過を真空の下に回転濾過機で行うことを特
   徴とする上記第１項に記載の方法。 ３ 熱湯による洗浄を生成したばかりのケーキに
   対してはある程度高圧で行い、濾過機の上方部に
   対してはある程度低圧で行うことを特徴とする上
   記第１項に記載の方法。 ４ 中和相から得られる泥状懸濁物に砂を添加す
   る前に、砂を海水で希釈することを特徴とする上
   記第１項に記載の方法。 ５ 回転濾過機６台を使用し、そのうちの４台が
   運転過程にある上記第１項に記載の方法。 ６ ボーキサイト処理から出る懸濁残留物が赤泥
   及び白泥（シユウ酸塩）である上記第１項に記載
   の方法。 ７ 単一濾過機の気−液分離機から出てくる空気
   を集める収集装置をあらかじめ用意する上記第１
   項に記載の方法。