矿物物料的处理制造技术

一种在其中把含有分散的微粒固体的含水液体的物料以流体形式泵送，然后使其静置并硬化，并且在泵送所述物料过程中或之前通过使聚合物颗粒与所述物料混合改善了所述硬化同时保持了物料的可泵送性的方法，其中，所述聚合物颗粒包含固有粘度至少为３ｄ１／ｇ的水溶性聚合物。本发明专利技术的方法更有效地减少一定体积所述物料占据的面积。本发明专利技术特别适合于包含来自Ｂａｙｅｒ氧化铝法的红泥的物料。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿物物料的处理，特别是来自Bayer氧化铝法的废料的处理，包括红泥废料的处理，以便使其更容易废弃。为了提取矿物值处理矿石的过程通常产生废料。废料通常由包含颗粒矿物物料如粘土、沙、粗砂、金属氧化物等的含水浆料或矿泥组成。通常需要把废料浆料或矿泥脱水，然后在合适的地点废弃。在某些情况下，废料如采矿尾料可以方便地在矿山中废弃以形成回填。回填废料一般包括高比例粗大尺寸的颗粒以及其它较小尺寸的颗粒，并且把浆料泵送到矿山中，在这里使其脱水，原地留下沉积的固体。通常使用絮凝剂来促进该絮凝过程。对于其它用途，不可以把废料废弃在深坑或矿井中。在这些情况下，可以把废料输送到泻湖、堆积或堆垛。有许多环境压力以减少指定新土地用于废弃物并且更有效地使用现有的弃土场。一种方法是把多层废料放在一个区域上，从而形成更高的废料堆。但是其难以保证废料在以前固定的废料的表面上流动超出可以结构的边界，并且可以使其固定形成堆，并且难以保证废料充分固化以支撑多层固定的物料而没有坍塌或滑落的危险。因此，提供具有用于堆叠的合适的特性的废料的要求完全不同于对于其它形式废弃物如回填所要求的特性。在从铝矾土中回收氧化铝的Bayer法中，铝矾土在含水碱液中消化形成铝酸钠，使其与不溶性残渣分离。这种残渣主要由氧化铁颗粒组成并且称为红泥。把红泥在多个相继的洗涤步骤中洗涤，其中，红泥与洗液接触，然后通过加入絮凝剂来絮凝。进一步加工上层清液来回收铝酸盐。在最后的洗涤阶段后，尽可能使红泥浆料稠化，然后废弃。在本说明书范围内的稠化是指红泥的固体含量增大。最终的稠化器可能仅包含絮凝的浆料的沉降，或者有时包含过滤步骤。供选择地或附加地，所述泥浆可以经过在贮留池中的长时间沉降。泥浆可以废弃和/或经过进一步干燥，以便随后废弃在泥浆堆放区域。为了适合于泥浆堆放，泥浆应该有高固体含量，并且在堆放时，不应该流动而且应该较硬，以便使堆放角度尽可能大，使得一定体积的堆放占据尽可能小的面积。高固体含量的要求与物料保持为可泵送流体的要求相冲突，所以即使有可能产生具有堆放所希望的高固体含量泥浆，但是这也使得泥浆不能泵送。EP-A-388108描述了在泵送之前，向含有带有分散颗粒固体的含水液体(如红泥)中加入一种吸水性、水不溶性聚合物的含水液体，然后泵送该物料，使该物料静置，然后使其硬化变成可堆放的固体。聚合物吸收浆料中的含水液体，这有助于颗粒固体的结合，因此有助于物料的固化。但是，这种方法存在缺点，即它需要高剂量的吸水性聚合物，以获得充分的固化。为了获得充分硬化的物料，通常必须使用高达每吨泥浆10-20公斤的剂量。虽然使用水溶胀性吸收性聚合物来硬化物料似乎获得固体的明显增加，但是含水液体实际上保持在吸收性聚合物内。这出现了一个缺点，即当含水液体最终不从硬化的物料排除时，在某些条件下含水液体可能随后解吸，这可能出现废料重新流动的危险，不可避免地出现废料堆失稳的危险。因此，存在提供一种方法的需求，该方法更有效方便地使物料容易以流体形式泵送并且使物料在静置时硬化以提供可堆放的固体废料。还存在一种通过明显减少在物料中所含水性液体量实现该目的的需求。根据本专利技术的方法提供了一种方法，其中，含有带有分散的颗粒固体的水溶液的物料以流体方式泵送，然后使其静置并硬化，并且硬化被改善，而在泵送该物料过程中或泵送之前通过使聚合物颗粒与该物料组合保持物料的可泵送性能，其中，聚合物颗粒包含水溶性聚合物，其固有粘度至少为3dl/g。向该物料中加入包含水溶性聚合物的聚合物颗粒能使该物料保持其流动性并容易泵送，但是在静置时形成固体泥团，其强度足以支撑后续硬化的物料层。我们意外地发现以颗粒形式应用的水溶性聚合物的存在最终能使该物料在泵送阶段保持流动和可泵送，但是在静置时流动性迅速消失并硬化。此外，这种处理理想地导致在静置时水成液从物料中释放出来。似乎颗粒状水溶性聚合物到该物料的应用导致粘度逐渐增大但是不是如此明显地使得阻碍物料泵送。还意外的是水溶性聚合物的加入不会导致物料在废弃位置之前立即脱水，这将导致管道的堵塞。合适的聚合物剂量为每吨物料固体为10克-10,000克。一般来说，合适的剂量随着颗粒物料和物料固体含量而变化。优选的剂量是100-3,000克/吨。本专利技术的方法适合于处理其中分散的颗粒固体具有非常小的颗粒尺寸的物料，例如，基本上所有的颗粒尺寸小于100微米，甚至基本所有的颗粒尺寸小于50微米。当至少90％的颗粒具有小于20微米，特别是废料流中的液体比例不容易经济地减少时，其具有特别的价值。物料颗粒通常是无机的合/或通常是矿物的。虽然其可以用于需要泵送且然后堆放的其它物料，特别是作为滤饼、尾料、增稠器底流或未增稠的工厂废料流，例如其它矿物尾料或泥渣，包括磷酸盐、钻石、金泥渣、来自铜/银/铀矿加工的尾料，煤或铁矿，本专利技术的主要用途是在Bayer法的最后增稠器或洗涤阶段的处理中。因此红泥可以是近通过添加絮凝剂从最终增稠器或洗涤阶段中沉降的固体，或者任选地所述物料是来自在最终洗涤阶段中产生的浆料过滤的滤饼。泵送的红泥或其它物料的固体含量可以为15-80重量％。红泥浆料通常为20或30-70重量％，例如45-65重量％。在典型的红泥样品中的颗粒尺寸是基本全部小于25微米，例如约95重量％的泥浆是小于20微米的颗粒，且约75重量％是小于10微米的颗粒，约95重量％的泥浆是小于20微米的颗粒，且约75重量％是小于10微米的颗粒，并且约95％大于3微米。我们已经发现，当物料较浓且均匀时，获得了更好的结果。使聚合物颗粒的加入与其它添加剂组合也是理想的。例如，物料通过导管的流动性可以通过包含一种分散剂来促进。通常，当包含分散剂时，其可以按传统的量包含。但是，我们已经发现，令人惊奇的是，分散剂或其它添加剂的存在不会损害物料在静置时的硬化。因此，在本专利技术中，聚合物颗粒直接加入到上述物料中。聚合物颗粒可以完全或部分由水溶性聚合物组成。因此，颗粒聚合物可以包含交联的水溶胀性聚合物与水溶性聚合物的共混物。这可以是可溶胀性聚合物与可溶性聚合物的物理共混合物，或者是轻度交联的聚合物，如EP-202780中所述。虽然聚合物颗粒可以包含一些交联聚合物，但是存在显著量的水溶性聚合物对于本专利技术是必需的。当聚合物颗粒包含一些可溶胀性聚合物时，希望的是至少80％的聚合物是水溶性的。优选地，聚合物颗粒全部或至少基本是水溶性的。水溶性聚合物可以通过支化剂的存在来支化，例如在WO-A-9829604中所述，例如在权利要求12中，或者水溶性聚合物基本是线性的。优选地，水溶性聚合物具有中等分子量到高分子量。希望其具有至少3dl/g的固有粘度并且一般为至少5或6dl/g，虽然该聚合物可能具有明显高的分子量并表现出25dl/g或30dl/g甚至更高的固有粘度。优选地，该聚合物的固有粘度为8dl/g-20dl/g，更优选的是11dl/g或12dl/g-16dl/g或17dl/g。水溶性聚合物可以是天然聚合物，例如多糖如淀粉或葡聚糖，或半天然聚合物如羧甲基纤维素或羟乙基纤维素。优选地，所述聚合物是合成的，并且优选的是其由烯键式不饱和水溶性单体或单体的共混物形成。水溶性聚合物可以是阳离子、非离子、两性的，但是优选的是阴离子的。特别优选的阴离子聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在其中把含有分散的颗粒固体的含水液体的物料以流体形式泵送，然后使其静置并硬化，并且在泵送所述物料过程中或之前通过使聚合物颗粒与所述物料混合改善了所述硬化同时保持了物料的可泵送性的方法，其中，所述聚合物颗粒包含其固有粘度至少为３ｄｌ／ｇ的水溶性聚合物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MG加拉赫尔，HG史密斯，S阿德金斯，AF霍利，B戴蒙，
申请(专利权)人：西巴特殊化学水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]