AT280225B - Verfahren zur Absorption von siliziumtetrafluoridhaltigen Abgasen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Absorption von siliziumtetrafluoridhaltigen Abgasen 
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption von siliziumtetrafluoridhaltigen Abgasen. 



   Bei der Herstellung von Phosphatdüngemitteln aus fluorhaltigen Rohphosphaten fallen beim sauren oder thermischen Aufschluss grosse Mengen an SiF4-haltigen Abgasen an, die darüber hinaus noch mit Phosphatstaub verunreinigt sind. Das Verhältnis von HF : SiF4 in den Abgasen wird durch den   Sitz-   Anteil der Phosphate in der Aufschlussmischung bestimmt. 



   Diese Abgase müssen wegen ihrer toxischen Eigenschaften aus lufthygienischen Gründen quantitativ vom Fluoranteil befreit werden. Anderseits stellt das in den Abgasen enthaltene Fluor einen wertvollen Rohstoff dar, dessen Gewinnung bzw. Wiedergewinnung von erheblichem wirtschaftlichen Interesse ist. 



   Es ist bekannt, SiF4-haltige Abgase in Wasser zu Hexafluorkieselsäure unter Ausscheidung von Kieselsäurehydrat entsprechend der folgenden Reaktionsgleichung zu absorbieren. 



   3 SiF4+4 H,   0     2     HzSiF6+Si (OH) 4 (1)   
Wegen der Abscheidung der sich dabei bildenden Kieselsäure lassen sich die sonst für die Abgasabsorption üblichen Füllkörpertürme nicht verwenden. Deshalb wurden in der Vergangenheit Sprühtürme und   Sprühkammern   für diesen speziellen Absorptionszweck entwickelt. In diesen Systemen erfolgt die Verteilung der   Absorptionsfüssigkeit   mittels Sprühdüsen, Sprühkreisel oder Sprühwalzen. 



   Jedoch ist die Wirksamkeit dieser Sprüheinrichtungen nur begrenzt, wenn neben der Gasabsorption gleichzeitig die Gewinnung einer technisch verwertbaren   Hexafluorkieselsäure   (mindestens   10%     HzSiF6)   erfolgen soll und hiezu die sich entsprechend der Reaktionsgleichung   (1)   bildende Absorptionssuspension zur Aufkonzentrierung im Kreislauf umgepumpt werden muss. 



   In diesem Falle kommt es durch die ausgeschiedene Kieselsäure in der Absorptionsflüssigkeit zu einer Verstopfung der Düsen, Versetzung der Sprühwalzen bzw. Sprühkreisel oder einem Anwachsen von Kieselsäureablagerungen in den Türmen bzw. Kammern. Dadurch wird innerhalb kurzer Zeit der Abscheidungsgrad des Fluors herabgesetzt und laufende Reinigungsarbeiten mit erheblichem manuellen Aufwand sind erforderlich, um die Systeme entsprechend den lufthygienischen Vorschriften funktionstüchtig zu erhalten. 



   Es ist weiterhin bekannt, die Absorption fluorhaltige Abgase mittels Venturi-Ejektionsabsorbern (Strahlabsorber) durchzuführen. Auch hier kommt es durch die abgeschiedene Kieselsäure und durch den Staubgehalt der Gase zu Erosionserscheinungen der Düsen sowie zu Verstopfungen durch Kieselsäure und Staub. Weiterhin ist es bekannt, die Absorption derartiger Abgase mittels Lochbodenabsorbern vorzunehmen, wobei die Lochplatten gasseitig durch Besprühung von der abgeschiedenen Kieselsäure bzw. vom Staub befreit werden. 



   Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, dass die umlaufende Absorptionslösung kontinuierlich vom Staub bzw. von der Kieselsäure befreit werden muss, um eine Verstopfung oder eine Erosion der Düsen zu vermeiden. 



   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Absorptionsverfahrens, das es gestattet, ohne den Einsatz störanfälliger Sprühvorrichtungen siliziumtetrafluoridhaltige Abgase praktisch quantitativ zu absorbieren, wobei eine Absorptionssuspension resultiert, die eine für die Weiterverarbeitung ausreichend hohe   HSiFg-Konzentration   besitzt, ohne dass es zu Anwachsungen von Ablagerungen aus Kieselsäurehydrat und Staubteilchen in der Absorptionsvorrichtung kommt. 



   Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass fluorhaltige Abgase aus der Phosphatdüngemittelproduktion, wie sie beim sauren Aufschluss von Phosphaten resultieren, quantitativ absorbiert werden können, ohne dass es zu Kieselsäureansätzen kommt, wenn man den Absorptionsvorgang in einer stabilen 

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 Sprudelschicht, die in einer Schlitzbodenkolonne gebildet wird, durchführt und die zur Absorption verwendeten Schlitzböden ein Verhältnis von Schlitzbreite zu Stegbreite von 1 : 0, 5 bis 1 : 1, 5, vorzugsweise   l : l,   besitzen. Dies entspricht einer freien Schlitzfläche von 40 bis 66%, vorwiegend 50%, bezogen auf den Bodenquerschnitt.

   Der durch die Schlitzbodenkolonne durchströmenden fluorhaltigen Abgasmenge 
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 bei einer Mindestgeschwindigkeit der fluorhaltigen Abgase in den Schlitzen von 4 m/sec und bei einer ausreichenden Flüssigkeitsmenge bilden sich über den erfindungsgemässen Schlitzböden stabile Sprudelschichten, in denen die fluorhaltigen Abgase absorbiert werden. 



   Unter einer stabilen Sprudelschicht ist dabei eine permanent aufgestaute mit Gasblasen durchsetzte Flüssigkeitsschicht zu verstehen, die sich über einem Schlitzboden ausbildet, wenn die Gasgeschwindigkeit in den Schlitzen so gewählt wird, dass die Kolonne oberhalb des Staupunktes, jedoch unterhalb des Flutungspunktes bei ausreichender Berieselung arbeitet. 



   Für Stoffaustauschvorgänge in Schlitzbodenkolonnen werden nach dem derzeitigen Stand der Technik jedoch Schlitzböden mit einer freien Fläche unter   20%   empfohlen. Führt man den Absorptionsprozess von   SiF4-haltigen   Gasen in solchen Schlitzböden durch, so kommt es innerhalb von kurzer Zeit zu Verstopfungen der Schlitze durch die ausgeschiedene Kieselsäure. 



   Durch das erfindungsgemässe Verhältnis von Schlitzbreite zu Stegbreite an den Schlitzböden wird unter den Bedingungen der erfindungsgemässen Sprudelschicht jedoch eine selbstreinigende Wirkung der Schlitzböden von mitgeführten Staubteilen und/oder   Kieselsäurehydrat   erzielt, und es kann somit eine störungsfreie kontinuierliche Absorption fluorhaltige Abgase unter Anfall technisch verwertbarer Hexafluorkieselsäure durchgeführt werden, ohne dass der Absorptionsvorgang zeitweise durch Reinigungarbeiten unterbrochen werden muss. 



   Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. 
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Ausführungsbeispiel :
400   m3/h   fluorhaltige Abgase mit einem Gehalt von 10 g   SiF4/m3   treten bei 1 in die einen lichten Durchmesser von 0, 35 m besitzende und als Absorptionsvorrichtung dienende Schlitzbodenkolonne A ein, werden nacheinander durch 4 Schlitzböden B, die ein Verhältnis von Schlitzbreite zu   Stegbreite l : l   aufweisen, geleitet und treten bei 2 aus der Schlitzbodenkolonne. Die zur Anwendung kommenden Schlitzböden bestehen aus Gitterrosten aus gleichmässig angeordneten korrosionsfesten Metallrundstäben mit 
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 der Schlitzbodenkolonne A zur Aufgabe, fliesst über die Verteilerplatte E nacheinander über die Schlitzböden nach unten ab und gelangt bei 4 wieder zurück in die Vorlage C. 



   Unter diesen Bedingungen bilden sich über den einzelnen Schlitzböden stabile Sprudelschichten aus, in denen die   SiF1-Absorption   mit einem Absorptionsgrad von   99, 9%   erfolgt. Der Fluorgehalt des aus- 
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Claims (1)

1. Gases beträgtPATENTANSPRUCH : Verfahren zur Absorption von SiF4-haltigen Abgasen in Wasser oder wässeriger Hexafluorkieselsäure, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionsvorgang in einer stabilen Sprudelschicht über Schlitzböden mit einem Verhältnis von Schlitzbreite zu Stegbreite von 1 : 0, 5 bis l : l, vorzugsweise l : l, erfolgt. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.