DE1567660C - Verfahren zur Entfernung von Fluor aus Abgasen, insbesondere solchen der Schmelzflußelektrolyse des Aluminiums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Abtrennung von Fluor einer Suspension · davon möglich. Schließlich kar. aus insbesondere Abgasen der AJuminiumschmelz- auch mit einem neutralen- Lithiumsalz,' z. B. Chlor; flußelektrolyse. Erfindungsgemäß wird das fluor- oder Sulfat, unter Zusatz eines Fremdalkalis, gearbe haltige Abgas in eine lithiumhaltige Waschlösung tet werden. " '" ■ . " -n~·

eingeleitet und das Fluor durch Fällung mit Lithium 5 .Auf Grund dieses Fällungsprinzips ist es auch i aus saurer Waschlösung entfernt. - einfacher Weise möglich, das.erfindungsgemäße Ve;

Es sind die verschiedensten Verfahren zur Ent- fahren kontinuierlich^zu.gestalten. Hierzu wird ent fernung des Fluors aus Abgasen, insbesondere sol- . sprechend der durch "die--Fällung bedingten Ver - chen der Schmelzflußelektrolyse des Aluminiums, be- armung der Waschflüssigkeit'an Lithium eine kbrrek kannt. Diese Entfluorierung wird in der Praxis einer- io tive lithiumhaltige Lösung zugeführt. - · -χ seits durch trockenes Auffangen-:-der Gase "vorge- .,' . .'.Ein weiterer. Vorteil des erfindungsgemäßen Ver nommen, andererseits kommen nasse Absorptions- fahrens besteht darin, daß ζ. B. das Lithiumfluori; verfahren zur Anwendung. Hierbei kann die Absorp- in Form eines grobkristallinen, gut filtrierbarei tionsflüssigkeit entweder basischer Natur sein oder· Niederschlags anfällt, der mittels der bekannten Me . es wird mit' alkalihaltigen, insbesondere natriumhal- 15 thoden des Filtrierens oder Zentrifugierens einwand-■ tigen sauren Waschflüssigkeiten gearbeitet. ·-—- · f_rei aus der Waschflüssigkeit entfernbar: ist. Lange Die bekannten nassen Absorptionsverfahren sind Absetzzeiten, die z. B. bei der. Fällung des Fluors alz insofern nachteilig, als sie große Flüssigkeitsmengen Kryolith notwendig sind, erübrigen sich. ■ - .;-f· ■■ erfordern. Werden alkalische Waschmedien verwen- . Die Absorption und Fällung- des Fluors in saure: det, wird zudem keine selektive. Abtrennung des so lithiumhaltiger Waschlösung kann auch bei erhöhte: Fluors aus den Abgasen, die daneben meist noch Temperatur trotz verminderter Löslichkeit der Gase andere saure Komponenten, wie SO₃, SO₂, CO₂, ent- · vorgenommen werden, da das Fällungsreagenz stet< halten, erreicht, weil diese — ebenso wie das Fluor— im Überschuß vorliegt. Eine Fällung bei erhöhte; dabei in ihre löslichen, neutralen Alkalisalze über- Temperatur kann dann erwünscht sein, wenn be: geführt werden. Der Verbrauch an alkalischen Rea- as kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Arbeitsgenzien ist somit hoch. Außerdem sind weitere Ver- weise eine Konzentrierung der Waschlösung erziel fahrensschritte zwecks Fällung und Gewinnung rei- werden soll. ....

ner Fluorverbindungen aus den erhaltenen Lösungen Nach einer weiteren Ausbildung des erfindungserforderlich. Der Nachteil der Mitabsorption anderer .gemäßen Verfahrens können auch noch neben dem saurer Gase wird zwar durch Verwendung saurer, 30 Lithium solche Kationen in die saure Waschlösung natriumhaltiger Waschlösungen vermindert. Das eingebracht werden, die mit dem Lithium und dem Fluor der Gase wird jedoch in lösliches, saures Na- Fluor eine schwerlösliche komplexe Verbindung eintriumfluorid übergeführt, so daß zusätzliche Ver- gehen. So kann die Waschlösung beispielsweise hinfahrensstufen zur Abtrennung des Fluors nachge- sichtlich der Kationen Lithium, Natrium und,Aluschaltet werden müssen. '■"'.■' 35 minium eine solche Zusammensetzung aufweisen, Es wurde nun ein einfaches und besonders vor- daß die Ausfüllung eines definierten komplexen teilhaftes Verfahren einer selektiven Abtrennung des Lithiumfluorids ermöglicht wird, z. B. des Kryo-

Fluors aus Abgasen technischer Prozesse, insbeson- lithionits (3 LIF · 3 NaF · 2 ALF₃). ■ '

dere den Abgasen der Schmelzflußelektrolyse des Die Ergänzungslösung für eine Waschflüssigkeit

Aluminiums, gefunden. 40 dieser Zusammensetzung enthält dann entsprechend

• Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, die Elemente Lithium, Natrium und Aluminium. ' daß das fluorhaltige Abgas in eine lithiumhaltige ' . ■ '

Waschlösung eingeleitet und das Floor durch Fällung Beispiel. 1

mit Lithium bei einem pH-Wert <6, vorzugsweise. Ein Gasstrom etwa der Zusammensetzung-. von etwa 3, hieraus entfernt wird. .45 Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa

In Betracht kommende Abgase technischer Pro- · 1001/h. wurde im. Verlauf von 10 Stunden, beladen zesse können insbesondere solche der Schmelzfluß- mit insgesamt 10,3 g Fluorwasserstoff, durch eine elektrolyse des Aluminiums sein oder solche, die Absorptionslösung mit 7 g Lithium in Form von beim Aufschluß von Rohphosphaten mit Schwefel- Li₂SO₄ im Liter geleitet. Die Gastemperatur betrug säure entstehen. , . . .... _: 50 etwa 100° C. Die Temperatur der Lösung wurde auf

. Zweckmäßig wird das Verfahren in der Weise aus- 40° C gehalten. Der pH-Wert der Absorptionslösung geführt, daß eine wäßrige Lösung eines Lithium- wurde während des Absorptionsyorganges durch salzes, wie z. B. Chlorid,"als"Waschflüssigkeit vorge- Nachdosieren einer LiOH-Lösung auf etwa 3 gelegt wird, durch welche die fluorhaltigen Abgase hin- halten. Das in grobkristalliner Form ■ ausfallende durch geleitet werden. Die Ausfällung des-praktisch 55 Lithiumfluorid wurde abfiltriert, mit etwa 300 ml unlöslichen Lithiumfluorids erfolgt bei einem pH- Wasser ausgiebig gewaschen und bei 120° C ge-Wert <6, vorzugsweise soll der pH-Wert der trocknet. Es wurden 13,9 g Lithium-Fluorid mit Waschflüssigkeit bei etwa 3 liegen. „ ' einem Fluorgehalt von 67°/» erhalten, was einer

Nach einer besonders vorteilhaften Ausfiihrungs- Fluorausbeute von 95 % entspricht. ■. ... . '

weise des Verfahrens der Fällung mittels Lithium 60 . wird als Waschflüssigkeit zunächst Wasser vorgelegt. Beispiele Die durch die Absorption der sauren Gase ent- Abgase einer Aluminiumschmelzfluß-Elektrolyse stehende Azidität wird durch Zugabe alkalisch rea- wurden im Verlauf von 3 Tagen für jeweils 7 bis 8 gierender iithiumhaitiger Lösungen im erfindungsge- Stunden in einer Menge von etwa 175 Nmtyh in maß einzustellenden pH-Bereich gehalten. e_{5 e}j_nern Venturiwäscher mit Hilfe einer Waschlösungs-Diese Lithiumlösung ist im günstigsten Falle eine menge von 350 bis 425 l/h gereinigt. Die Wasch-Lithiumhydroxidlösung. Mit gleicher Wirkung ist lösung (insgesamt etwa 251) enthielt bei Versuchsauch die Zuführung von festem Lithiumcarbonat oder w« =♦",- f» - τ τ c^ „

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rend des gesamten Versuchs durch intermittierende Zugabe einer LiaCOj-Aufschlämmung in Wasser zwischen 3 und 4 gehalten.

Das Rohgas enthielt zwischen 250 und 320 mg -Fluor/Nm³, außerdem neben Reststaubgehalten und [!den üblichen Abgaskomponenten (GO₂ und CO) etwa j 230 mg Schwefel/Nm³. Im Reingas wurden Fluorgerhalte von 6 gm/Nm³ ermittelt. Die Entfernung des ^Fluors aus dem Gas gelang somit mit einem Wir- f kungsgrad von rund 98 %.

i% Insgesamt wurden 3750Nm³ Rohgas entfluoriert. Ausgebracht wurden 1,47 kg LiF der Zusammensetzung

=S. -21,4% Li,

i£_63,7«/oF, ^1S

S 4,8% SO₄,

.■■:£■;■. 9,2% HCl, Unlösliches, darin 0,6% Kohlenstoff.

5 Von dem insgesamt im Rohgas vorhanden geiwesenen Schwefel wurden im LiF somit nur 2,7% eingeschlossen.

Beispiel 3

j Ein Luftstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 100 l/h wurde im Verlauf von etwa 10 Stunden, beladen mit insgesamt 3,5 g Fluorwasserstoff, durch eine Absorptionslösung geleitet, die in ml 750 mg Lithium und 480 mg Aluminium enthielt (Temperatur der Lösung 25° C). Der pH-Wert der Lösung wurde während der Absorption durch Zugabe einer gesättigten Sodalösung auf 3 bis 4 gehalten. Es wurden 5,3 g (nach Waschen und Trocknen) des grobkristallisierten Niederschlages abfiltriert, der 97,3% des eingesetzten Fluors enthielt und zu 12,7% aus Na, zu 12,8% aus Li sowie zu 9,0% aus Al bestand.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtrennung von Fluor aus 'Abgasen, insbesondere solchen der Schmelzflußelektrolyse des Aluminiums, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Abgas in eine lithiumhaltige Waschlösung eingeleitet und das Fluor durch Fällung mit Lithium bei einem pH-Wert < 6, vorzugsweise etwa 3, hieraus entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Waschlösung Lithium, Natrium und Aluminium in solchem Verhältnis enthalten sind, daß das Fluor in Form schwerlöslicher Li-Na-Al-F-Komplexverbindungen gefällt wird.