CN106552507A - 利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中hf、so2的方法 - Google Patents

利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中hf、so2的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106552507A
CN106552507A CN201610934327.5A CN201610934327A CN106552507A CN 106552507 A CN106552507 A CN 106552507A CN 201610934327 A CN201610934327 A CN 201610934327A CN 106552507 A CN106552507 A CN 106552507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium
ash
slag
electrolytic aluminum
electrolysis
Prior art date
Application number
CN201610934327.5A
Other languages
English (en)
Inventor
宁平
刘娜
李凯
孙鑫
王驰
梅毅
张冬冬
汤立红
孙丽娜
Original Assignee
昆明理工大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 昆明理工大学 filed Critical 昆明理工大学
Priority to CN201610934327.5A priority Critical patent/CN106552507A/zh
Publication of CN106552507A publication Critical patent/CN106552507A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/80Semi-solid phase processes, i.e. by using slurries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8603Removing sulfur compounds
    • B01D53/8609Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8659Removing halogens or halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/30Alkali metal compounds
    • B01D2251/304Alkali metal compounds of sodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/40Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/60Inorganic bases or salts
    • B01D2251/602Oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/60Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604Hydroxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/202Alkali metals
    • B01D2255/2027Sodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204Alkaline earth metals
    • B01D2255/2045Calcium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/204Alkaline earth metals
    • B01D2255/2047Magnesium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207Transition metals
    • B01D2255/20738Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/20Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209Other metals
    • B01D2255/2092Aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/20Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2047Hydrofluoric acid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/302Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/025Other waste gases from metallurgy plants

Abstract

本发明公开一种利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中HF、SO2的方法,该方法以电解铝灰铝渣制成的浆液作为吸收剂,在常温常压下对电解铝烟气中的HF、SO2进行液相催化氧化,达到同时脱除电解铝烟气中HF、SO2的目的;本发明方法是通过铝灰铝渣所含的金属氧化物及过渡金属离子的催化氧化作用实现烟气中HF、SO2的脱除;本发明制备方法简单,原材料储量极大、易得、成本低廉、易实现工业化应用、脱除效果好,副产品氟化铝能回收利用,实现以废治废,清洁生产。

Description

利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中HF、S〇2的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用电解铝灰铝渣同时脱氟脱硫的方法,属工业废气处理领域。

背景技术

[0002] 近几年我国铝工业迅猛发展,产量持续增加,已成为世界上第一大铝生产国和铝 消费国。电解铝生产过程中S0 2排放污染也日益突出,同时排放的废气中含有HF。电解铝烟 气具有"大烟气量、低S02浓度、含氟等特点"。治理和回收电解铝烟气中的S0 2和氟化物,并实 现资源化利用,是当今世界铝工业的一个难题。此外,炼铝时产生的铝灰铝渣是一种产量 大、污染严重的工业废渣。铝灰铝渣是在氧化铝熔盐电解生产的过程中产生,含有大量的金 属铝,其中只有部分铝能得到回收,剩余的废铝灰铝渣堆积在厂区或填埋,不仅造成资源的 浪费,同时也带来环境的污染。因此,对于铝灰铝渣的经济效益、环境污染的迫切要求等使 得其回收显得额外重要。

[0003] 近年来,电解铝烟气脱氟脱硫一体化技术受到了各方的重视,期望能找到一种空 间利用率高、运行管理成本低、脱除效率高、能回收副产物提高经济性的脱氟脱硫一体化技 术。中国发明CN102080235A公开了一种电解铝S0 2、C02及含氟烟气循环利用生产冰晶石的方 法,利用含NaOH 5-60%的水溶液密闭循环吸收电解铝生产过程中产生的含S〇2、⑶2、HF及 AI2O3粉尘的烟气,吸收后液中的NaF与A1 (0H)3在20-90°C反应1-8小时,然后经常规方式冷 却结晶、沉降、过滤、干燥后得到电解铝生产用冰晶石。这种方法由于采用了大量的碱性吸 收液,易造成设备腐蚀,投资成本高。

[0004] 中国发明CN102228775A公开了一种电解铝烟气脱硫脱氟一体化方法,即:在氨法 脱硫过程中,洗涤吸收塔吸收S02的同时将F离子吸收溶解在系统内硫酸铵溶液中,形成氟 化铵;在硫酸铵晶粒分离时,氟化铵仍溶解在硫酸铵溶液中,将硫酸铵晶体分离的液体进行 脱氟处理,将脱氟产物冰晶石及氧化铝粉尘过滤回收,并循环利用。该方法存在工艺流程复 杂、吸收剂成分复杂,产生的废液难以处理等问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种新型、更加环保的同时脱氟、脱硫的方法,即以铝灰铝 渣浆作为吸收剂,在常温常压下对HF、S0 2催化氧化,用于脱除有色冶炼烟气中S02、HF;所述 铝灰铝渣浆是将铝灰铝渣烘干、粉碎、筛分后与水混合制得,铝灰铝渣浆含固量为质量百分 比10%~60% 〇

[0006] 所述烘干温度为80~100°C。

[0007] 所述筛分至10(K400目。

[0008] 所述铝灰铝渣为电解铝灰铝渣,电解铝灰铝渣是铝电解过程中产生的一种浮渣, 在电解过程中漂浮于电解槽铝液的上表面,由电解过程中未参加反应的氧化铝、冰晶石等 原料及混合物组成,也包括与添加剂进行化学反应产生的少量其他杂质及阴阳极材料的脱 落,其与其他重金属熔炼产生的炉渣不同,呈松散的灰渣状,因此又被称为铝灰铝渣。由于 电解过程是连续进行的,因此铝灰铝渣的产生量较大,电解铝灰铝渣的成分比较复杂。成分 如表1所示: 表1:电解铝灰铝渣组分

Figure CN106552507AD00041

铝灰铝渣中的41203、0&0、1%0、?60、510 2等金属氧化物,使得铝灰铝渣具有很好的吸附 能力,且其中的碱性氧化物能与尾气中的S02发生中和反应。反应如下: Na2〇 + S〇2 - Na2S〇3 A1 (OH) 3 + S〇2 - A1 (S〇4) 3 CaO + S02 + 2H20 = CaSOs · 2H20 AI2O3能和尾气中的HF反应生成A1F3,A1F3在工业上有多种用途,例如在铝电解工业中 用以降低电解质的熔化温度和提高导电率,用作非铁金属的熔剂,陶瓷釉和搪瓷釉的助熔 剂和釉药的组分,以及精油生产中副发酵作用的抑止剂。在金属焊接中用于焊接液,用于制 造光学透镜等。Al 2〇3和HF反应方式如下: Al2〇3+6HF=2AlF3+3H2〇 除此之外,铝灰铝渣中含有多种有色金属,如A1、?6111、211等,具有液相催化氧化的特 性,本发明利用其中的金属氧化物和过渡金属离子对冶炼烟气中的HF、S02催化氧化,该方 法理论上不消耗催化剂,不产生固体废物,无二次污染,是一种更为环保的工业废气处理工 艺,不仅能实现多种污染物联合脱除,还能达到以废治废,实现清洁生产,具有明显的社会 与经济效益。

[0009] 本发明的有益效果: 相较于现有的技术,本发明原材料来源广,制备方法简单;材料的制备和应用都易实现 工业化;应用过程中能耗低;在常温常压下即可实现对HF、S02的有效吸收;液相催化氧化效 果好,不易中毒;不需要添加任何化学试剂,直接利用铝灰铝渣中所含的Al、Fe等过渡金属 离子与及金属氧化物就可以达到较为理想的脱除效果,且在电解铝生产的过程中,直接利 用生产废料对生产废气进行处理,生产、治废一体化,实现清洁生产。

附图说明

[0010] 图1为实施例1所述铝灰铝渣同时脱氟、脱硫效果图; 图2为实施例2所述铝灰铝渣同时脱氟、脱硫效果图; 图3为实施例3所述铝灰铝渣同时脱氟、脱硫效果图; 图4为实施例4所述铝灰铝渣同时脱氟、脱硫效果图。

具体实施方式

[0011]下面结合具体实施例及附图对本发明进一步的详细说明,但本发明保护范围不限 于此。

[0012] 实施例1 将取自云南铝业的铝灰铝渣,在80°C下烘干,然后研磨并筛分成200~400目;将所得粉 末与自来水按一定比例混合,混合后铝灰铝渣浆含固量为质量百分比15%;将气体通过含铝 灰铝渣浆的气体吸收瓶;吸收剂用量为56mL;进气S02浓度为500mg/L,HF浓度为10mg/L。两 种污染物同时脱除效果见图1所示,当选用云南铝业的铝灰铝渣,制成含固量为15%的浆液 后,测得吸收90min内,烟气中S0 2浓度<20mg/L,HF浓度〈2.5π^/1<^02平均去除率>96%,HF平 均去除率>75%。

[0013] 实施例2 将取自云南铝业的铝灰铝渣,在90°C下烘干,然后研磨并筛分成300~400目;将所得粉 末与自来水按一定比例混合,混合后铝灰铝渣浆含固量为质量百分比45%;将气体通过含铝 灰铝渣浆的气体吸收瓶;浆液用量为56mL;进气S0 2浓度为200mg/L,HF浓度为20mg/L。两种 污染物同时脱除效果见图2所示,当选用云南铝业的铝灰铝渣,制成含固量为45%的浆液后, 测得吸收90min内,烟气中S0 2浓度<10mg/L,HF浓度<4π^/Ι^02平均去除率>90%,HF平均去除 率>80%。

[0014] 实施例3 将取自云南铝业的铝灰铝渣,在l〇〇°C下烘干,然后研磨并筛分成200~300目;将所得粉 末与自来水按一定比例混合,混合后铝灰铝渣浆含固量为质量百分比60%;将气体通过含铝 灰铝渣浆的气体吸收瓶;浆液用量为56mL;进气S0 2浓度为300mg/L,HF浓度为30mg/L。两种 污染物同时脱除效果见图3所示,当选用云南铝业的铝灰铝渣,制成含固量为60%的浆液后, 测得吸收90min内,烟气中S0 2浓度<10mg/L,HF浓度<4.5π^/Ι^02平均去除率>90%,HF平均去 除率>85%。

[0015] 实施例4 将取自云南文山铝业的铝灰铝渣,在80°C下烘干,然后研磨并筛分成100~300目;将所 得粉末与自来水按一定比例混合,混合后铝灰铝渣浆含固量为质量百分比45%;将气体通过 含铝灰铝渣浆的气体吸收瓶;浆液用量为56mL;进气S0 2浓度为300mg/L,HF浓度为30mg/L。 两种污染物同时脱除效果见图4所示,当选用云南文山铝业的铝灰铝渣,制成含固量为45% 的浆液后,测得吸收90min内,烟气中S0 2浓度<6mg/L,HF浓度<2mg/L。S02平均去除率>98%,HF 平均去除率>87%。

Claims (4)

1. 一种利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中HF、s〇2的方法,其特征在于:以电解铝 灰铝渣制成的浆液作为吸收剂,在常温常压下对电解铝烟气中的HF、s〇 2进行液相催化氧 化。
2. 根据权利要求1所述的利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中HF、S02的方法,其特 征在于:吸收剂是将电解铝灰铝渣烘干、粉碎、筛分后与水混合制得,吸收剂含固量为质量 百分比10%~60%。
3. 根据权利要求2所述的利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中的HF、S02方法,其特 征在于:烘干温度为80~100°C。
4. 根据权利要求2所述的利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中HF、S02的方法,其特 征在于:筛分至100~400目。
CN201610934327.5A 2016-10-25 2016-10-25 利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中hf、so2的方法 CN106552507A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610934327.5A CN106552507A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中hf、so2的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610934327.5A CN106552507A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中hf、so2的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106552507A true CN106552507A (zh) 2017-04-05

Family

ID=58443214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610934327.5A CN106552507A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 利用电解铝灰铝渣同时脱除电解铝烟气中hf、so2的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106552507A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107469823A (zh) * 2017-08-25 2017-12-15 昆明理工大学 一种白铝灰制备hcn水解催化剂的方法
CN108103526A (zh) * 2017-11-13 2018-06-01 昆明理工大学 一种利用电解铝铝灰净化电解铝烟气及回收铝资源的方法
CN111437720A (zh) * 2020-04-01 2020-07-24 湖南萃智咨询服务有限公司 一种玻璃烟气催化氧化脱硫方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57107229A (en) * 1980-12-26 1982-07-03 Mitsui Miike Mach Co Ltd Improvement of wet type waste gas desulfurization method
JP2006088095A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Jfe Engineering Kk 焼却炉から発生するガスの処理方法
CN101502744A (zh) * 2008-12-03 2009-08-12 北京博奇电力科技有限公司 一种利用赤泥作为吸收剂脱除烟气中的酸性气体的方法
CN204601972U (zh) * 2015-05-06 2015-09-02 胡志勇 一种垃圾站废气治理除臭系统
CN104971609A (zh) * 2015-07-22 2015-10-14 南京格洛特环境工程股份有限公司 一种氟化氢废气治理及资源化利用的方法及设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57107229A (en) * 1980-12-26 1982-07-03 Mitsui Miike Mach Co Ltd Improvement of wet type waste gas desulfurization method
JP2006088095A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Jfe Engineering Kk 焼却炉から発生するガスの処理方法
CN101502744A (zh) * 2008-12-03 2009-08-12 北京博奇电力科技有限公司 一种利用赤泥作为吸收剂脱除烟气中的酸性气体的方法
CN204601972U (zh) * 2015-05-06 2015-09-02 胡志勇 一种垃圾站废气治理除臭系统
CN104971609A (zh) * 2015-07-22 2015-10-14 南京格洛特环境工程股份有限公司 一种氟化氢废气治理及资源化利用的方法及设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107469823A (zh) * 2017-08-25 2017-12-15 昆明理工大学 一种白铝灰制备hcn水解催化剂的方法
CN108103526A (zh) * 2017-11-13 2018-06-01 昆明理工大学 一种利用电解铝铝灰净化电解铝烟气及回收铝资源的方法
CN111437720A (zh) * 2020-04-01 2020-07-24 湖南萃智咨询服务有限公司 一种玻璃烟气催化氧化脱硫方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105271327B (zh) 一种铝灰无害化处理并回收利用的方法
CN100576626C (zh) 一种可实现废旧铅酸蓄电池全循环再生的工艺方法
CN103553197B (zh) 利用冶炼炉渣除去工业废水中砷锑的方法
CN102899486B (zh) 一种含氟碳铈矿的稀土精矿制备冰晶石的方法
CN100542702C (zh) 一种铝电解槽废阴极炭块无害化的处理方法
CN102560535B (zh) 一种湿法回收废铅酸蓄电池填料中铅的方法
CN102220502B (zh) 一种铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法
CN100443412C (zh) 酸法焙烧稀土精矿工艺尾气和废水治理方法
CN101041450B (zh) 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺
CN102583468B (zh) 基于硫酸铵活化工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法
CN102433438B (zh) 一种废杂铜的处理方法
CN101649396B (zh) 一种高效脱除次氧化锌烟灰中F、Cl及生产电锌的方法
CN101811695B (zh) 一种从电解铝废阴极炭块中回收石墨的方法
CN100355485C (zh) 以软锰矿和pH缓冲剂为复合吸收剂进行废气脱硫的方法
CN103950991B (zh) 一种酸洗提纯石英或长石过程中的废酸和废水处理工艺
CN106119544A (zh) 一种从废弃scr催化剂中提取钛渣、钨和钒盐的方法
CN102923764B (zh) 一种二氧化锡钠盐还原焙烧制备锡酸钠的方法
CN105347361A (zh) 一种铝灰综合利用处理方法
CN101698907B (zh) 硅热还原法制备金属镁的方法
CN103572323B (zh) 一种含铝矿物和粉煤灰混合氯化并低温电解制备铝硅合金的方法
CN101967565B (zh) 一种铝及铝合金用精炼剂
CN100450972C (zh) 一种电熔镁铝尖晶石复合耐火材料及其生产方法
CN103290223B (zh) 一种废催化剂多金属综合回收的方法
CN101503762B (zh) 一种焙烧钒矿先脱硫后提钒工艺
CN102306856A (zh) 废旧铅蓄电池的回收利用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170405