AT203467B - Process for the recovery of fluorine from exhaust gases, in particular from exhaust gases from aluminum electrolysis cells - Google Patents

Process for the recovery of fluorine from exhaust gases, in particular from exhaust gases from aluminum electrolysis cells

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AT203467B
AT203467B AT202558A AT202558A AT203467B AT 203467 B AT203467 B AT 203467B AT 202558 A AT202558 A AT 202558A AT 202558 A AT202558 A AT 202558A AT 203467 B AT203467 B AT 203467B
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Rückgewinnung von Fluor aus Abgasen, insbesondere aus Abgasen von   Aluminiumelektrolysezellen   
Bei der elektrolytischen Herstellung von Aluminium durch   Schmelzflusselektrolyse   entstehen Ofenabgase, die einen beträchtlichen Prozentsatz Fluor enthalten, das durch Zersetzung des hauptsächlich aus Kryolith bestehenden Ofenflusses gebildet wird. Auch in anderen Fabriken entweichen fluorhaltige Abgase. 



   Für die Erfassung dieses wertvollen Elementes und seine Verwendung zur Rückgewinnung von Kryolith oder andern Natrium-Aluminium- Doppelfluoriden sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. 



   Eines dieser bekannten Verfahren besteht darin, 
 EMI1.1 
 Natronlauge gewaschen werden, wobei sich eine Lösung von Natriumfluorid bildet. Dieses Natriumfluorid kann nachher mit Aluminatlauge unter gleichzeitigem Einleiten von Kohlendioxyd zu Kryolith gebunden werden. Die Absorption des fluorhaltigen Gases in der Lauge verläuft ohne Schwierigkeiten, hingegen entsteht bei der Fällung im allgemeinen ein unreines Produkt, das hauptsächlich durch den relativ hohen Gehalt an   Na2S04   entwertet wird. Zudem lässt sich der so gefällte Kyrolith nur schlecht filtrieren. Bei ungünstigen örtlichen Verhältnissen ist die Herstellung der notwendigen Natriumaluminatlösung zu kostspielig, um eine wirtschaftliche Anwendung dieses Verfahrens zu gewährleisten. 



   Es ist auch bekannt, die wertvollen Stoffe im Ofenausbruch von Aluminiumelektrolyseöfen zurückzugewinnen, indem dieser zuerst mit verdünnter Natronlauge und dann mit Flusssäure ausgelaugt wird. Durch Vereinigung der beiden Lösungen wird Kryolith ausgefällt. 



   Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung liefert nun Kryolith oder andere Natrium-Alu- minium- Doppelfluoride von hoher Reinheit, die sich gut filtrieren lassen, und geht von den je nach örtlichen Verhältnissen billigsten Rohstoffen aus. 



   Erfindungsgemäss werden die fluorhaltigen Ofenabgase mit Wasser ausgewaschen, so dass eine Lösung von Fluorwasserstoff entsteht, welche anschliessend mit aluminium- und natriumhaltigem Material zur Reaktion gebracht wird, wobei Kryo-   lith oder ein anderes Natrium-Aluminium-Doppelfluorid ausfällt.   



   Die Absorption von Fluor oder Fluorwasserstoff in Wasser lässt sich schon in einfachen Waschtürmen leicht und nahezu vollständig durchführen. 



  Um Korrosion zu verhüten, sind alle mit der sauren Lösung in Berührung kommenden Teile der Anlage, z. B. durch Kunststoff oder Gummi zu schützen. Vorteilhafterweise wird die Fluorwasserstofflösung umlaufen gelassen, u. zw. so lange, bis ihre Konzentration etwa 3-10% beträgt. Dabei wird S02 aus den Abgasen nur schlecht absorbiert, was von grosser Wichtigkeit ist. Wenn die Lösung die gewünschte Konzentration erreicht hat, wird sie mit aluminium- und natriumhaltigem Material versetzt. Dies geschieht zweckmässigerweise in einem besonderen Behälter. 



  In diesem wird sie z. B. mit Aluminatlösung versetzt, wobei sich folgende Reaktion abspielt :   NaaAlOa+6   HF =   NagAlF+S H O.   



   An Stelle von Aluminatlauge kann der Fluorwasserstofflösung Aluminiumhydrat oder ein aluminiumhaltiges Abfallprodukt, wie Giessereischaum, Krätze, Aluminiumschrott usw., zuge- 
 EMI1.2 
 vorzugsweise in einem andern Behälter, mit einer NaF-haltigen Lösung versetzt, wobei wiederum   Na-Al-Doppelfluorid   ausfällt. Das zur Bildung der Doppelfluoride notwendige NaF kann dadurch erzeugt werden, dass der noch HF im Überschuss enthaltenden   AIFg-Lösung   natriumhaltiges Material, z. B. in Form von   NaCOg   oder NaOH, zugesetzt wird. 



   Die zugesetzte NaF-haltige Lösung kann z. B. durch Auslaugen von Ofenausbruch und Umsetzung der damit erhaltenen Soda- und Natronlauge mit HF-Lösung gewonnen werden. Die Ausbruchlauge kann auch direkt der HF-sauren   AIFg-Lösung   zugegeben werden, wobei gleichzeitig mit der Bildung von NaF Kryolith oder ein anderes   Natrium-Aluminium-Doppelfluorid   ausfällt. Mit Ofenausbruch wird hier das Material bezeichnet, das aus der unbrauchbar gewordenen Auskleidung der Ofenwanne von Aluminiumelektrolysezellen ausgebrochen wird. Es enthält neben Kohlenstoff beträchtliche Mengen an   NaCOg,   NaF, Kryolith und   Al203.

   Je   nach Zu- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 sammensetzung des Ofenausbruches und der Aufschlussmethode ändert sich das Verhältnis zwischen   NaCOg-,   NaOH- NaF- und Na-Aluminat-Gehalt in der Lösung. 



   Die zur Fällung von Natrium-Aluminium-Doppelfluoriden aus der Aluminiumfluorid- und Alu-   miniumfluoridhydratlösung   benötigte Natriumfluoridlösung kann aber auch auf bekannte Weise dadurch erzeugt werden, dass ein Teil der Ofenabgase in einer besonderen Anlage mit Sodalösung oder Natronlauge   gewaschenwird.   An Stelle dieser Sodalösung oder Natronlauge kann zu diesem Zweck auch Ofenausbruchlauge verwendet werden. 



   Ausserdem lässt sich die   Natriumfluoridlösung   auch dadurch gewinnen, dass die Abgase in einer ersten Stufe nur unvollständig mit Wasser gewaschen werden, so dass in einer zweiten Stufe Fluorwasserstoff auch noch mit Sodalösung, Natronlauge oder Ofenausbruchlauge absorbiert werden kann. Natürlich kann umgekehrt auch zuerst in einer ersten Stufe alkalisch und in einer zweiten mit Wasser gewaschen werden. 



   Das   erfindungsgemässe   Verfahren kann also beispielsweise wie folgt durchgeführt werden :
1. a) Die fluorhaltigen Abgase werden in Waschtürmen aus Kunststoff mit Wasser gewaschen, wodurch eine fluorwasserstoffhaltige Lösung erhalten wird. Die Lösung wird im Kreislauf auf eine Konzentration von etwa   10%   HF gebracht. b) In den Kreislauf werden sodann Tonerdehydrat oder Al-Rückstände eingeführt und umgerührt, bis eine rund   7%ige AlFa-Lösung   entsteht. 



   2. Ofenausbruch wird bei Raumtemperatur mit Wasser im Kreislauf ausgelaugt. Dabei wird eine Lösung erhalten mit folgender Konzentration : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Na2C03........... <SEP> etwa <SEP> 40 <SEP> g/l
<tb> NaF............... <SEP> etwa <SEP> 12 <SEP> g/l
<tb> AlF3"............. <SEP> etwa <SEP> 7 <SEP> g/l
<tb> 
 3. Die alkalische Ofenausbruchlauge wird nun langsam in die saure   AlF3-Lösung   eingetragen, bis ein pH-Wert von 5 bis 6 erreicht ist. Auf 1 Liter saure   AIF.-Lösung   sind rund 3, 5 Liter Ofenaus- 
 EMI2.2 
 
Kryolith erhalten. 



   Ein weiteres Beispiel des erfindungsgemässen
Verfahrens wird nun an Hand der Fig. 1 und 2 der angeschlossenen Zeichnung beschrieben. 



   Fig.   l   zeigt schematisch eine Anlage zur indu- striellen Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens in einer Aluminiumhütte. Die Elektro- lyseöfen mit selbstbackender Anode und vertikalen Kontaktbolzen sind mit einer Haube 1 aus- gerüstet, in welcher sich die Abgase sammeln. Im
Brenner 2 verbrennen Kohlenmonoxyd und Teer. 



   Der Zyklon 3 scheidet Staub und Russ ab. In der Sammelleitung 4 wird das Gas von 22 Öfen vereinigt und gemeinsam in die beiden Türme der Waschanlage 6 befördert. Die Temperatur des
Gases, die kurz nach dem Brenner   300 - 4000 C   beträgt, fällt infolge natürlicher Kühlung bis auf etwa   800 C   vor der Waschanlage ab. In einem besonderen korrosionsfesten Kühlrohr 5 wird die Temperatur durch direktes Einspritzen von Wasser   auf 30-40   C   gesenkt, so dass die Absorptionsanlage   6,   welche vom ersten Turm bis zum Abgaskamin vollständig aus Kunststoff besteht, keinen Schaden nimmt. Jeder Turm ist mit 36 ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Düsen ausgerüstet, durch welche der Gasstrom intensiv mit Wasser besprüht wird.

   Das Wasser bleibt im Kreislauf bis es die gewünschte HF-Konzentration erreicht hat. Es kann aber auch kontinuierlich gearbeitet werden, indem das zirkulierende Wasser, im Gegenstrom zum Gas, vom hinteren Turm zum vorderen überläuft und von diesem mit der gewünschten konstanten Konzentration abgezogen wird. Der Ventilator 7, der das Gas durch die ganze Anlage saugt, ist hinter der Waschanlage aufgestellt, damit er möglichst wenig verschmutzt wird. Die nun praktisch von Fluor und andern schädlichen Bestandteilen befreiten Gase werden durch einen Tropfenabscheider 8 und den Kamin 9 ins Freie abgeblasen.

   Gasanalysen vor   und nach der Absorptionsanlage ergeben im Durchschnitt folgendes Bild :    
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Rohgas <SEP> Endgas <SEP> Wirkungsgrad
<tb> mg/Nm"mg/Nm"%
<tb> Fluor <SEP> 663 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 99, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> Schwefel <SEP> 343 <SEP> 163 <SEP> 52, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> Staub <SEP> 475 <SEP> 208 <SEP> 56, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Teer <SEP> 84 <SEP> 32 <SEP> 62, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 
 Pro Ofen mit einer Stromstärke von 80. 000 Am- 
 EMI2.4 
 von 125 kg/24 h entspricht. Die Absorption wird so eingestellt, dass eine Lösung mit etwa 5% HF entsteht. Sie wird in einem   Vorratsbehälter für   die Kryolithgewinnung bereitgestellt. 



   In einer getrennten Anlage wird Ofenausbruch bei Raumtemperatur mit Wasser im Kreislauf   ausgelaugt. Dabei wird eine Lösung erhalten, die z. B. folgende Konzentration hat :    
 EMI2.5 
 
<tb> 
<tb> NaCOg........... <SEP> etwa <SEP> 40 <SEP> g/l
<tb> NaF.............. <SEP> etwa <SEP> 12 <SEP> g/l
<tb> AIFg............... <SEP> etwa <SEP> 7 <SEP> g/l
<tb> 
 Pro Tonne Ofenausbruch werden etwa 1000 1 dieser Lauge gewonnen. 



   Aus der in der Anlage nach Fig. 1 gewonnenen HF-haltigen Lösung wird mit Hilfe der bei der Auslaugung von Ofenausbruch erhaltenen alkalischen Lösung nach dem in Fig. 2 dargestellten Schema Kryolith gewonnen. Die HF-Lösung wird im Behälter 10 gelagert und die Ofenausbruchlauge im Behälter 13. 



   8 m3 der HF-Lösung werden in den Reaktionsbehälter 11 gepumpt und anschliessend mit Tonerdehydrat versetzt. Ein Rührwerk sorgt für   raschen und vollständigen Ablauf der Reaktion. 



  Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung :    
 EMI2.6 
 
Der HF-Lösung wird aber nur so viel Tonerdehydrat zugegeben, dass der verbleibende HF- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Überschuss ausreicht, um mit dem   Na2C03   der
Ofenausbruchlauge die zur   Kryolithfällung   nötige
Menge NaF zu bilden. Die 8 m3 HF-Lösung enthalten 400 kg HF. Durch Zugabe von etwa   260   kg Tonerdehydrat entsteht eine Lösung, die
280 kg   AlF 3   und noch 200 kg HF enthält. Sie wird in das Reaktionsgefäss 12 gepumpt. 



   Aus dem Behälter 13 wird die zur Kryolith- fällung nötige Menge von   12, 6 m3 Ofenausbruch-   lauge eingeleitet. Dabei spielen sich folgende
Reaktionen   ab :   
 EMI3.1 
 und mit Einschluss der durch die Ofenausbruchlauge eingebrachten Mengen   AlF 3   (88 kg) und NaF (151 kg) : 
 EMI3.2 
 Nach Ablauf der Umsetzung weist die Lösung einen pH-Wert von 5 bis 6 auf. 



   Praktisch kann aber nur mit einer Ausbeute von etwa 90% gerechnet werden, so dass anstatt theoretisch 919 kg nur etwa 830 kg Kryolith ausfallen. 



   Der Kryolith wird anschliessend in einer Zentrifuge 14 von der Flüssigkeit getrennt und in der Trockentrommel 15 bei einer Temperatur von etwa 700   C getrocknet. Der gewonnene Kryolith ist für die Aluminiumelektrolyse sehr gut geeignet und weist durchschnittlich z. B. folgende Zusammensetzung auf : 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> H20 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP> 
<tb> Spi02 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP> 
<tb> Fe2O3 <SEP> ................... <SEP> 0,17
<tb> Al2O3 <SEP> .................... <SEP> 0,35
<tb> NaF <SEP> 58, <SEP> 99 <SEP> 97, <SEP> 91 <SEP> 
<tb> NaF <SEP> .................... <SEP> 58,99
<tb> CaF, <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 
<tb> CaF2 <SEP> ..................... <SEP> 0,20
<tb> MgF2 <SEP> .................. <SEP> 0,08
<tb> 99, <SEP> 61 <SEP> 
<tb> 
 Gemäss dem vorstehenden Beispiel lassen sich aus Ofenabgasen und Ofenausbruch pro Tonne Al etwa 20 kg Kryolith zurückgewinnen. 



   PATENTANSPRÜCHE :   l.   Verfahren zur Rückgewinnung von Fluor aus Abgasen, insbesondere aus Abgasen der Öfen für   schmelzelektrolytische   Aluminiumerzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase mit Wasser ausgewaschen werden, so dass eine Lösung von Fluorwasserstoff entsteht, die anschliessend mit aluminium- und natriumhaltigem Material zur Reaktion gebracht wird, wobei Natrium-Alumi-   nium-Doppelfluorid   ausfällt.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



  Process for the recovery of fluorine from exhaust gases, in particular from exhaust gases from aluminum electrolysis cells
The electrolytic production of aluminum by fused flux electrolysis produces furnace exhaust gases that contain a significant percentage of fluorine, which is formed by the decomposition of the furnace flux, which consists mainly of cryolite. Exhaust gases containing fluorine also escape in other factories.



   Various methods have already been proposed for the detection of this valuable element and its use for the recovery of cryolite or other sodium-aluminum double fluorides.



   One of these known methods is to
 EMI1.1
 Sodium hydroxide solution are washed, forming a solution of sodium fluoride. This sodium fluoride can then be bound to cryolite with aluminate liquor with simultaneous introduction of carbon dioxide. The absorption of the fluorine-containing gas in the liquor proceeds without difficulties, whereas the precipitation generally results in an impure product which is mainly devalued by the relatively high content of Na2S04. In addition, the Kyrolith precipitated in this way is difficult to filter. In unfavorable local conditions, the production of the necessary sodium aluminate solution is too expensive to ensure an economical application of this process.



   It is also known to recover the valuable substances in the furnace discharge of aluminum electrolysis furnaces by first leaching them with dilute caustic soda and then with hydrofluoric acid. By combining the two solutions, cryolite is precipitated.



   The method according to the present invention now provides cryolite or other sodium-aluminum double fluorides of high purity, which can be filtered easily, and is based on the cheapest raw materials depending on local conditions.



   According to the invention, the fluorine-containing furnace exhaust gases are washed out with water, so that a solution of hydrogen fluoride is formed, which is then reacted with aluminum and sodium-containing material, with cryolite or another sodium-aluminum double fluoride precipitating.



   The absorption of fluorine or hydrogen fluoride in water can be carried out easily and almost completely in simple washing towers.



  To prevent corrosion, all parts of the system that come into contact with the acidic solution, e.g. B. to protect by plastic or rubber. The hydrogen fluoride solution is advantageously circulated, u. between until their concentration is around 3-10%. S02 is only poorly absorbed from the exhaust gases, which is of great importance. When the solution has reached the desired concentration, it is mixed with aluminum and sodium containing material. This is conveniently done in a special container.



  In this it is z. B. treated with aluminate solution, the following reaction taking place: NaaAlOa + 6 HF = NagAlF + S HO.



   Instead of aluminate liquor, aluminum hydrate or an aluminum-containing waste product, such as foundry foam, dross, aluminum scrap, etc., can be added to the hydrogen fluoride solution.
 EMI1.2
 preferably in another container, mixed with an NaF-containing solution, whereby Na-Al double fluoride again precipitates. The NaF necessary for the formation of the double fluoride can be generated by adding sodium-containing material to the AIFg solution, which still contains excess HF. B. in the form of NaCOg or NaOH is added.



   The added NaF-containing solution can, for. B. can be obtained by leaching out of the furnace and converting the soda and sodium hydroxide solution thus obtained with HF solution. The breakout liquor can also be added directly to the HF-acidic AIFg solution, with the formation of NaF cryolite or another sodium-aluminum double fluoride precipitating out at the same time. The term “furnace breakout” refers to the material that is broken out of the unusable lining of the furnace pan of aluminum electrolysis cells. In addition to carbon, it contains considerable amounts of NaCOg, NaF, cryolite and Al203.

   Depending on the

 <Desc / Clms Page number 2>

 In the composition of the furnace opening and the digestion method, the ratio between NaCOg, NaOH, NaF and Na aluminate content in the solution changes.



   The sodium fluoride solution required for the precipitation of sodium-aluminum double fluorides from the aluminum fluoride and aluminum fluoride hydrate solution can, however, also be produced in a known manner by washing part of the furnace exhaust gases in a special system with soda solution or sodium hydroxide solution. In place of this soda solution or caustic soda, furnace breakout liquor can also be used for this purpose.



   In addition, the sodium fluoride solution can also be obtained in that the exhaust gases are only incompletely washed with water in a first stage, so that in a second stage hydrogen fluoride can also be absorbed with soda solution, sodium hydroxide solution or furnace lye. Conversely, it is of course also possible to wash with alkaline first in a first stage and with water in a second.



   The method according to the invention can thus be carried out, for example, as follows:
1. a) The fluorine-containing exhaust gases are washed with water in plastic washing towers, whereby a solution containing hydrogen fluoride is obtained. The solution is circulated to a concentration of about 10% HF. b) Alumina hydrate or Al residues are then introduced into the circuit and stirred until an approximately 7% AlFa solution is formed.



   2. The outbreak of the furnace is leached with circulating water at room temperature. A solution is obtained with the following concentration:
 EMI2.1
 
<tb>
<tb> Na2C03 ........... <SEP> about <SEP> 40 <SEP> g / l
<tb> NaF ............... <SEP> about <SEP> 12 <SEP> g / l
<tb> AlF3 "............. <SEP> about <SEP> 7 <SEP> g / l
<tb>
 3. The alkaline furnace leachate is now slowly added to the acidic AlF3 solution until a pH value of 5 to 6 is reached. For 1 liter of acidic AIF. Solution, around 3.5 liters of furnace
 EMI2.2
 
Obtain cryolite.



   Another example of the invention
The method will now be described with reference to FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawing.



   1 shows schematically a plant for the industrial implementation of the invention
Procedure in an aluminum smelter. The electrolysis ovens with self-baking anodes and vertical contact bolts are equipped with a hood 1 in which the exhaust gases collect. in the
Burner 2 burns carbon monoxide and tar.



   Zyklon 3 separates dust and soot. The gas from 22 ovens is combined in the collecting line 4 and conveyed together into the two towers of the washing plant 6. The temperature of the
Gas, which is 300 - 4000 C shortly after the burner, falls as a result of natural cooling to around 800 C in front of the washing system. In a special corrosion-resistant cooling pipe 5, the temperature is lowered to 30-40 ° C. by direct injection of water, so that the absorption system 6, which consists entirely of plastic from the first tower to the exhaust gas chimney, is not damaged. Each tower is equipped with 36 nozzles, also made of plastic, through which the gas flow is intensively sprayed with water.

   The water remains in the circuit until it has reached the desired HF concentration. However, it can also be operated continuously, in that the circulating water, in countercurrent to the gas, overflows from the rear tower to the front and is withdrawn from this with the desired constant concentration. The fan 7, which sucks the gas through the entire system, is placed behind the washing system so that it is soiled as little as possible. The gases now practically freed from fluorine and other harmful components are blown off into the open through a droplet separator 8 and the chimney 9.

   Gas analyzes before and after the absorption system give the following picture on average:
 EMI2.3
 
<tb>
<tb> raw gas <SEP> end gas <SEP> efficiency
<tb> mg / Nm "mg / Nm"%
<tb> Fluor <SEP> 663 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 99, <SEP> 3 <SEP>
<tb> sulfur <SEP> 343 <SEP> 163 <SEP> 52, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Dust <SEP> 475 <SEP> 208 <SEP> 56, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Tar <SEP> 84 <SEP> 32 <SEP> 62, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
 Per furnace with a current of 80,000 Am-
 EMI2.4
 of 125 kg / 24 h. The absorption is adjusted so that a solution with about 5% HF is produced. It is provided in a storage container for cryolite recovery.



   In a separate plant, the furnace spoil is leached with water in a circuit at room temperature. A solution is obtained which z. B. has the following concentration:
 EMI2.5
 
<tb>
<tb> NaCOg ........... <SEP> about <SEP> 40 <SEP> g / l
<tb> NaF .............. <SEP> about <SEP> 12 <SEP> g / l
<tb> AIFg ............... <SEP> about <SEP> 7 <SEP> g / l
<tb>
 About 1000 liters of this liquor are obtained per ton of furnace excavation.



   From the HF-containing solution obtained in the system according to FIG. 1, cryolite is obtained with the aid of the alkaline solution obtained during the leaching of furnace debris according to the scheme shown in FIG. 2. The HF solution is stored in container 10 and the furnace breakout liquor in container 13.



   8 m 3 of the HF solution are pumped into the reaction vessel 11 and then alumina hydrate is added. A stirrer ensures that the reaction proceeds quickly and completely.



  The implementation takes place according to the equation:
 EMI2.6
 
However, only enough alumina hydrate is added to the HF solution that the remaining HF

 <Desc / Clms Page number 3>

 Excess is sufficient to deal with the Na2C03
Furnace breakout liquor necessary for cryolite precipitation
Amount of NaF to form. The 8 m3 HF solution contain 400 kg HF. Adding about 260 kg of alumina hydrate creates a solution that
Contains 280 kg AlF 3 and another 200 kg HF. It is pumped into the reaction vessel 12.



   The amount of 12.6 m3 of furnace pulp liquor required for cryolite precipitation is introduced from the container 13. The following play each other
Reactions from:
 EMI3.1
 and including the amounts of AlF 3 (88 kg) and NaF (151 kg) introduced by the furnace leachate:
 EMI3.2
 After the reaction has ended, the solution has a pH of 5 to 6.



   In practice, however, a yield of around 90% can only be expected, so that instead of theoretically 919 kg, only around 830 kg of cryolite precipitate.



   The cryolite is then separated from the liquid in a centrifuge 14 and dried in the drying drum 15 at a temperature of approximately 700.degree. The cryolite obtained is very suitable for aluminum electrolysis and has an average of z. B. the following composition:
 EMI3.3
 
<tb>
<tb> H20 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP>
<tb> Spi02 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP>
<tb> Fe2O3 <SEP> ................... <SEP> 0.17
<tb> Al2O3 <SEP> .................... <SEP> 0.35
<tb> NaF <SEP> 58, <SEP> 99 <SEP> 97, <SEP> 91 <SEP>
<tb> NaF <SEP> .................... <SEP> 58.99
<tb> CaF, <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP>
<tb> CaF2 <SEP> ..................... <SEP> 0.20
<tb> MgF2 <SEP> .................. <SEP> 0.08
<tb> 99, <SEP> 61 <SEP>
<tb>
 According to the above example, about 20 kg of cryolite can be recovered from furnace exhaust gases and furnace spoil per ton of Al.



   PATENT CLAIMS: l. A method for recovering fluorine from exhaust gases, in particular from exhaust gases from furnaces for the production of aluminum by melting electrolytic production, characterized in that the exhaust gases are washed out with water, so that a solution of hydrogen fluoride is formed which is then reacted with aluminum and sodium-containing material, wherein Sodium-aluminum double fluoride precipitates.

 

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung von Fluorwasserstoff mit Natriumaluminat zur Reaktion gebracht wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the solution of hydrogen fluoride is reacted with sodium aluminate. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluorwasserstofflösung mit Natriumaluminat versetzt wird, welches durch Aufschliessen von Ofenausbruch aus der Aluminiumhütte gewonnen wurde. 3. The method according to claim 1, characterized in that the hydrogen fluoride solution is mixed with sodium aluminate, which was obtained from the aluminum smelter by opening up furnace waste. 4. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung von Fluorwasserstoff vorerst mit aluminiumhaltigem Material unter Bildung von Aluminiumfluorid zur Reaktion gebracht und dann mit Natriumfluorid versetzt wird. 4. The method according to claim l, characterized in that the solution of hydrogen fluoride is initially reacted with aluminum-containing material to form aluminum fluoride and then sodium fluoride is added. 5. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung von Fluorwasserstoff vorerst teilweise oder vollständig mit Aluminiumhydrat unter Bildung von Aluminiumfluorid zur Reaktion gebracht und dann mit natriumhaltigem Material versetzt wird. 5. The method according to claim l, characterized in that the solution of hydrogen fluoride is initially partially or completely reacted with aluminum hydrate to form aluminum fluoride and then sodium-containing material is added. 6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aluminiumfluoridhaltige Lösung mit Natriumverbindungen versetzt wird, welche durch Aufschliessen von Ofenausbruch aus der Aluminiumhütte gewonnen wurden. 6. The method according to claim 1 and 5, characterized in that the aluminum fluoride-containing solution is mixed with sodium compounds which have been obtained by opening up furnace breakouts from the aluminum smelter. 7. Verfahren nach Anspruch l, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aluminiumfluoridhaltige Lösung mit einer Natriumfluoridlösung versetzt wird, die durch Auswaschen von fluorhaltigen Ofengasen mit Soda oder Natronlauge in einer besonderen Absorptionsanlage gewonnen wird. 7. The method according to claim l, 4 and 5, characterized in that the aluminum fluoride-containing solution is mixed with a sodium fluoride solution which is obtained by washing out fluorine-containing furnace gases with soda or sodium hydroxide in a special absorption system. 8. Verfahren nach Anspruch l, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nach einer ersten absichtlich unvollständigen Waschung mit Wasser immer noch fluorhaltigen Abgase in einer zweiten Stufe mit Soda oder Natronlauge zwecks Gewinnung von Natriumfluoridlösung behandelt werden und dass die Natriumfluoridlösung der Aluminiumfluoridlösung zugesetzt wird. 8. The method according to claim 1, 4 and 5, characterized in that the exhaust gases still containing fluorine after a first deliberately incomplete washing with water are treated in a second stage with soda or caustic soda for the purpose of obtaining sodium fluoride solution and that the sodium fluoride solution is added to the aluminum fluoride solution . 9. Verfahren nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nach einer ersten, absichtlich unvollständigen Waschung mit Sodalösung oder Natronlauge, zwecks Gewinnung von Natriumfluoridlösung, immer noch fluorhaltigen Abgase in einer zweiten Stufe mit Wasser behandelt werden, wobei eine Fluorwasserstofflösung anfällt, die mit aluminiumhaltigem Material zu einer Aluminiumfluoridlösung umgesetzt wird und aus der unter Zugabe der in der ersten Stufe gewonnenen Natriumfluoridlösung Natrium-Aluminium- Doppe1fluorid ausfällt. 9. The method according to claim 1, 4 and 5, characterized in that after a first, intentionally incomplete washing with soda solution or sodium hydroxide solution, for the purpose of obtaining sodium fluoride solution, still fluorine-containing exhaust gases are treated in a second stage with water, whereby a hydrogen fluoride solution is obtained , which is reacted with aluminum-containing material to form an aluminum fluoride solution and from which sodium aluminum Doppe1fluorid precipitates with the addition of the sodium fluoride solution obtained in the first stage.
AT202558A 1957-04-01 1958-03-19 Process for the recovery of fluorine from exhaust gases, in particular from exhaust gases from aluminum electrolysis cells AT203467B (en)

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CH203467X 1957-04-01

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ID=4443704

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