DE2361589A1 - Verfahren zur herstellung von fluorhaltigem zusatzmaterial fuer oefen zur schmelzelektrolytischen herstellung von aluminium - Google Patents
Verfahren zur herstellung von fluorhaltigem zusatzmaterial fuer oefen zur schmelzelektrolytischen herstellung von aluminiumInfo
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Description
Oslo 3, Middelthunsgate 27, Norwegen
Verfahren zur Herstellung von fluorhaltigern Zusatzmaterial
Il
für öfen zur schmelzelektrolyt!sehen Herstellung von
Aluminium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
fluorhaltigem Zusatzmaterial für Ofen zur söhmelzelektrolytischen
Herstellung von Aluminium.
Bei der schmelzelektrolytischen Herstellung von Aluminium besteht
bekanntlich das Rohmaterial aus Tonerde, die unter Zugabe von Fluorverbindungen als Aluminiumfluorid und/oder Kryolith
niedergeschmolzen wird. Die Fluoride werden zugesetzt,
um die Schmelztemperatur des Bades herabzusetzen und auch um den pH-Vert der Schmelze einzustellen« Wegen der hohen Kosten
der Fluorverbindungen und auch aus Gründen des Umgebungsschutzes ist man in ständig steigendem Masse bemüht, Fluorverbindungen
nicht nur aus den Ofengasen, sondern auch aus festen Abfallstoffen,
wie Russ, Schaum oder gebrauchten Ofenböden bzw. Ofenausfütterungen, zurückzugexnrinnen«, Diejzur Anwendung kommenden
Rückgewinnungsverfahren geben Jedoch selten eine so grosse Ausbeute,
dass man den ganzen Fluorgehalt aus festen Abfallstoffen rückgewinnen kann. Daher ist eine ständige Zugabe von frischen
Fluoriden"-^Ur Aufrechterhaltung des Fluoridgleichgewichts im
Ofen erforderliche
409825/1044
Die Erfindung befasst sich nun mit einem Verfahren zur Herstellung
von fluoridhaltigern Zusatzmaterial, bei dem von feinteiligem Flussspat und feinteiligem; siliciumdioxidreichem
Material ausgegangen wird und aus diesem mit Wasserdampf oder mit einem Gas-Wasserdampf-Gemisch bei Temperaturen über 1oop°C
Fluorwasserstoff freigesetzt wird, der dann durch chemische Umsetzung mit Tonerde in Aluminiumfluorid übergeführt wird.
In Ausübung des Verfahrens werden die Ausgangsstoffe auf einen grossen Feinheitsgrad zerkleinert, so dass etwa 80 % der Teilchen
kleiner als Λ μ sind.
Es ist möglich, die Ausgangsstoffe als solche oder in Gestalt von Agglomeraten einzusetzen. Agglomerate können auch pelletisiert
oder brikettiert werden, so dass die Wasserdampfbehandlung in einem Wirbelschichtbett erfolgen kann.
Wesentlich für die Herstellung von Fluorwasserstoff ist,die
Anwendung von Wasserdampf. Der Wasserdampf kann allein oder in einem Gas-Wasserdampf-Gemisch angewendet werden. Die Anwesenheit
neutraler Gase im Gas-Wasserdampf-Gemisch, z.B. Luft, hat keinen Einfluss auf die Umsetzung des Fluorwasserstoffs mit
Tonerde zu Aluminiumfluorid.
Die Fluorwasserstoffherstellung erfolgt bei Temperaturen über 1ooo°0. Eine bestimmte obere Temperaturgrenze kann nicht angegeben
werden. Sie hängt aber von der Schmelztemperatur des Ausgangsmaterials ab. Das Verfahren ist also in dem Bereich
zwischen 1oooeC und der Schmelztemperatur des Ausgangsmaterials
ausführbar.
Die Umsetzung von Fluorwasserstoff mit Tonerde kann bei Temperaturen
im Bereich von 15o bis 3oo0C vorgenommen werden.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung liegt darin,
dass als sxliciumdxoxidreich.es Material Silicastaub verwendet
werden kann, der aus dem Hauch von metallurgischen Verfahren zur
Herstellung von metallischem Silicium oder siliciumreichen
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ORIGINAL INSPECTED
Legierungen stammt. Man hat bisher grosse Schwierigkeiten gehabt,
das Abfallprodukt Silicastaub, das nur Nachteile verursachte und bisher zu nichts recht brauchbar war, sinnvoll zu
verwerten. Insoweit als Silicastaub von der Herstellung von Silicium oder siliciumreichen Legierungen nicht ausreicht,
kann natürlich Siliciumdioxid anderer Herkunft zur Ausübung des Verfahrens der Erfindung mitverwendet oder auch allein verwendet
werden.
Zur Herstellung von Fluorwasserstoff kann sowohl reiner Wasserdampf
als auch ein Gae-Wasserdampf-Gemiseh verwendet werden. Tatsächlich ist es so, dass beim Arbeiten mit reinem Wasserdampf
grössere Fluorwasserstoffausbeuten anfallen e2ß beim
Arbeiten mit einem Gas-Wasserdampf-Gemisch, das üblicherweise ein Luft-Wasserdampf-Gemisch ist. Aus praktischen Gründen empfiehlt
es sich jedoch, zur Vermeidung hoher Kondensatmengen nicht mit einem Wasserdampf, sondern mit einem Luft-Wasserdampf-Gemisch
zu arbeiten. Gute Ergebnisse werden mit einem Gehalt von 4o bis 60 YoI.% Wasserdampf erzielt.
Es sind Versuche im Laboratoriumsmas st ab mit Pellets aus Flussspat
und Silicastaub aus dem Hauch von metallurgischen Verfahren bei Temperaturen von I000 bis 12oo°0 ausgeführt werden.
Der Flussspat war ziemlich unrein und enthielt nur 39 % ϊ1·
Aus den feinteiligen Ausgangsstoffen wurden Pellets von etwa
3 mm 0 hergestellt. Das verwendete Luft-Wasserdampf-Gemisch
enthielt etwa 5o % Wasserdampf. Die Werte sind in der nachstehenden
Tabelle zusammengefasst.
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| Gewichts | Tempe | % H0O |
| verhältnis | ratur | im 2 |
| OaF0 / | (0C) | Gas |
| Silicastaub |
% F
in
Asche
% F
abgetrieben
abgetrieben
| Λ , | 3 | 1 | Ίοοο | 54 | 5,71 | 68,6 |
| 1 | 2 | 1οοο | 53 | 3,69 | 7ο,6 | |
| 1 ! | 3 | 1οοο | 51 | 2,37 | 74,3 | |
| 1 : | 11οο | 53 | 5,36 | 70,6 | ||
| 1 i | 11οο | 51 | 2,77 | 77,9 | ||
| 1 ι | 11οο | 53 | 1,71 | 81,4 | ||
| 1 s | 12οο | 59 | 1,74 | 9ο,4 | ||
| 1 : | 12οο | 57 | ο, 68 | 94,6 | ||
| 1 : | 12οο | 57 | ο,62 | 93,3 | ||
| ί 1 | ||||||
| ί 2 | ||||||
| ί 3 | ||||||
| 1 | ||||||
| , 2 |
Die Versuche zeigen, dass mit steigendem Anteil an Silicastaub im Ausgangsmaterial und mit steigender Temperatur höhere Austreibungen
an Fluor erzielt werden und somit der Restfluorgehalt in der Asche abnimmt.
Das Verfahren der Erfindung eignet sich auch dazu, den Fluorgehalt
von ausgebrauchten Kohleböden und Kohlefiitterungen von elektrolytischen Schmelzöfen zurückzugewinnen. Dazu müssen diese
Materialien gebrochen und in Agglomerate eingearbeitet werden.
Zur Ausübung des Verfahrens der Erfindung können Verbrennungsbzw. Wirbelschichtapparaturen bekannter Konstruktion herangezogen
werden. In Aluminiumfabriken, in denen bereits Anlagen zur Eückgewinnung von Fluor aus Kohleböden oder -fütterungen
durch Pyrohydrolyse bestehen, kann das Verfahren der Erfindung in den Perioden ausgeübt werden, in denen ein Unterschuss an
Kohlematerialien vorliegt. Auf diese Weise kann die Abstellung der Pyrohydrolyeeanlage vermieden werden.
A09825/10
Claims (5)
1) Verfahren zur Herstellung von fluorhaltigem Zusatzmaterial
für Ofen zur schmelzelektroiytischen ,Herstellung von Aluminium,
dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Mischung aus .feinteiligern
Flussspat und feinteiligem siliciumdiöxidreichem Material mit Wasserdampf oder mit einem Gas-Wasserdampf"Gemisch "bei
Temperaturen über 1QOO0C Fluorwasserstoff freigesetzt und dieser
durch chemische "umsetzung mit Tonerde .in Aluminiumfluorid übergeführt
wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als silieiumdioxidreiches Material der aus dem Bauch "von metallurgischen Verfahren zur Herstellung von Siliciummetall oder
s.iliciumhaltigen Legierungen abgeschiedene Siliciumdioxidstaut»
verwendet wird,
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass ein
L·uft-¥asse-rdampf-Gemis.ch mit einem Gehalt von 4o, "his 6o ¥ol,%
Wasserdampf verwendet wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1,. Z oder 3% dadurch gekennzeichnet,
dass aus dem Flussspat und dein. siliciuflidipXidreichen Material
Agglomerate gebildet werden und der Fluorwasserstoff im Wirbel--SGhichtbatt
freigesetzt wird.
5) Verfahren nach Ansprueh 4.,. dadurch gekennzeichnett dass in
die Agglomerate, {gebrochene/ Materialien von, auggebrauchten KohlebMen
oder-Fü^ferung.en- von glektrolytisahen Bchmelzöfen eingearbeitet
werden. · . ,
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| OD | Request for examination | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ELKEM A/S, OSLO, NO |
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