DE3043916A1 - Verfahren und anlage zum waschen der abgase und zur rueckgewinnung der salze bei der altaluminiumverhuetung - Google Patents

Verfahren und anlage zum waschen der abgase und zur rueckgewinnung der salze bei der altaluminiumverhuetung

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DE3043916A1 DE19803043916 DE3043916A DE3043916A1 DE 3043916 A1 DE3043916 A1 DE 3043916A1 DE 19803043916 DE19803043916 DE 19803043916 DE 3043916 A DE3043916 A DE 3043916A DE 3043916 A1 DE3043916 A1 DE 3043916A1
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Description

Anmelder: A. TONOLLI & C. S,p.A.
MAILAND, Italien
"Verfahren und Anlage zum Waschen der Abgase und zur Rueckgewinnung der Salze bei der Altaiuminiumverhuettung"
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rueckgewinnung der bei der Altaluminiumverhuettung als Schmelzzusatz verwendeten Salze bei gleichzeitiger Entstaubung der Verfahrensabgase, sowie eine Anlage zur Durchfuehrung des Verfahrens,
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Die Industrie der Altalvuniniumverhuettung unterliegt seitens der oertlichen nationalen und EVG- Umweltschu~tzbehoerden einem starken Druck zur Beseitigung bzw. zumindest drastischen Herabsetzung der Umweltverschmutzung. Es wird von ihr praktisch verlangt:
1 - die Feststoffabgabe in die Luft
2 - den Salzgehalt der Abwaesser
3 - die Ausladung verunreinigender fester Rueckstaende innerhalb der Grenzen sehr strenger Normen zu halten.
Anderseits ist bei den bezueglich der Metallrueckgewinnung wirksamsten Verhuettungsverfahren zahlreicher Aluminiumabfaelle und Aluminiumschrott mit mittlerem und niedrigem Metallgehalt die Verwendung von Salz (Natrium- oder Kaliumchlorid oder ein Gemisch beider) als Schmelzzusatz erforderlich, welches
- zu Verfahrensabgasen mit einem praktisch aus reinem Salz bestehenden Feststoffgehalt und ferner
- zu Endschlacken fuehrt, die im wesentlichen aus Salz bestehen, das den Kreislauf in geschmolzenem Zustand verlaesst und aus dem Metallbad den Abfall (d.h. die nichtmetallischen Teile) und die Fremdstoffe entfernt.
Selbstverstaendlich wurde nach dem Stand der Technik bereits vorgeschlagen, herkoemmliche Abgasreinigungsverfahren, wie zum Beispiel ein ¥aschen in sogenannten "Bkrubbern", anzuwenden.
In der Tat kann mittels einer derartigen Loesung die Luftverschmutzung verhindert werden, doch ergibt sich dabei das weitere Problem der Beseitigung des Wasch—
η r. π τι:
wassers des Skrubbers, welches einen Salzgehalt besitzt, der fuer den Boden verseuchend ist.
Auch die Endschladcen haben noch keinen Absatz bzw. ein Wiederverwertungsverfahren gefunden, wodurch eine Umweltverschmutzung wirtschaftlich verhindert werden koennte. Angesichts der starken Loeslichkeit in fässer ihres Hauptbestandteils, naemlich des Salzes, koennen sie nicht im Freien abgelagert werden.
In manchen Industriegebieten Nord Europas koennen diese Schlacken in alten Steinsalz- und Kaliumsalζgruben abgelagert werden, doch handelt es sich dabei offensichtlich nur um oertlich brauchbare Loesungen.
Es wurden auch Ausloeseverfaliren mit Rueckgewinnung des Salzes durch Konzentration der Salzlaugen in Mehrstufenverdampfen vorgeschlagen, doch erscheinen die fuer solche Anlagen erforderlichen hohen Investierungsspesen sowie die betraechtliehen Betriebskosten nur unter Aufsichnahme einer zusaetzlichen Belastung tragbar zu sein.
Hauptaufgabe der Erfindung ist es, die Maengel der bekannten und herkoemmlichen Systeme zur Reinigung der bei der Altaluminiumverhuettung auffallenden Abfaelle, insbesondere deren wirtschaftliche Belastung zu beseitigen.
Ferner soll durch die Erfindung die Rueckgewinnung des Salzes aus den Schlacken und den Abgasen einer solchen Anlage ermoeglicht werden, so dass dasselbe in der Schmelzphase des Schrottes wiederverwendet werden kann und ein offensichtlicher wirtschaftlicher Vorteil er-
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zielt wird.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich, aus der folgenden Beschreibung.
Das erfindungsgemaesse Verfahren zum Waschen der Abgase und zur Rueckgewinnung der Salze aus den, einem Ofen zum Schmelzen von Aluminiumschrott unter Zusatz eines salzhaltigen Schmelzmittels entnommenen Schlacken ist dadurch gekennzeichnet, dass die salzhaltigen Schlakken, welche dem Ofen entnommen werden, mit Wasser behandelt werden, um einen im wesentlichen unloesuchen Rueckstand und eine Salzlauge zu erhalten, welche als Waschfluessigkeit in einer Waschkolonne fuer die aus dem Ofen austretenden Abgase verwendet; wird, wobei die Salzlauge in der Waschkolonne zufolge Aufloesung des seitens der Abgase mitgenommenen Salzes und durch Verdampfung des Wassers bis zur Saettigung und Ausfaellung des Salzes konzentriert und das kristalline Salz in der Salzlauge abgetrennt und dem Ofen als salzhalter Schmelzzusatz zugefuehrt wird.
Die Anlage zur Durchfuehrung des obigen Verfahrens umfasst erfindungsgemaess Mittel zum Waschen der dem Ofen entnommenen Schlacken in Wasser bis zur Bildng einer Salzlauge, eine mit aus dieser Salzlauge gebildeter Waschfluessigkeit gespeiste Waschkolonne fuer die Abgase, ein Filter fuer die aus der Waschkolorine austretende Salzlauge zur Abtrennung der in ihr kristallisierten · festen Fraktion, sowie Umwaelzmittel der filtrierten Salzlauge in der Waschkolonne.
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Zur besseren Darlegung der Zwecke und Vorteile der Erfindung wird nachfolgend eine praktische Ausfuehrungsform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, die das erfindungsgemaesse Verfahren in einein Schema veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf dieses Schema werden einem Schmelzofen 10 Aluminiumschrott aus 11 und Salz als Schmelzzusatz aus 12 zugefuehrt. Im allgemeinen handelt es sich beim Salz um Natrium- oder Kaliumchlorid oder um ein Gemisch beider.
Aus dem Schmelzofen werden erstarrte Aluminiummassel nach 131 Salzschlacken nach Ik und Abgase nach I5 abgegeben. Sowohl die Schlacken als auch die Abgase besitzen offenbar hohe Salzgehalte.
Die Schlacken werden in 16 gewaschen, wobei eine truebe Salzlauge erhalten wird, die nach I7 abgeleitet wird. Ferner ergibt sich eine koernige feste Fraktion mit einem beachtlichen Aluminiumgehalt, die nach 18 und dann zurueck in den Schmelzofen 10 geleitet wirde Die truebe Salzlauge gelangt von I7 zu einer.Filtrier- und Waschstufe in I9, von wo klare Salzlauge nach 20 und gevraschener nicht traechtiger Feststoff nach 21 und sodann zur Ausladung nach 22 abgefuehrt werden. Das ¥aschwasser wird in 23 gesammelt und in die Aufloesungsstufe nach 14 zurueckgeleitet.
Erfindungsgemaess wird die klare Salzlauge von 20 einer Wascheinrichtung 2k der Abgase zugefuehrt, wobei sie in den Abgasen in feine Tropfen zersteubt verteilt
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wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass einerseits der von den Abgasen mitgenommene Staub unter Aufloesung der Salzfraktion niedergeschlagen wird und dass anderseits Waemne von den Abgasen an die Salzlauge abgegeben wird, so dass dieselbe verdampft und weiter konzentriert wird.
Unten an der Einrichtung 2k faellt somit Salzlauge an, in der Salzkristalle enthalten sind: diese Salzlauge gelangt in 25, waehrend die Salzkristalle in 26 ausgefiltert, in 27 getrocknet und nach 12 zur Speisung des Ofens 10 zurueckgefuehrt werden.
Die sich beim Filtrieren ergebende Mutterlauge gelangt nach 28 und wird zusammen mit der aus 20 kommenden Salzlauge in die Einrichtung Zk surueckgef-uehrt.
Die entstaubten Abgase und der sich aus der Verdampfung der Salzlauge ergebende Dampf gelangen von der Einrichtung 2k in den Kamin 29·
Aus dem erlaeuterten Schema ergeben sich klar die Vorteile der Erfindung, durch die die salzhaltigen Schlacken beseitigt werden, indem sie zunaechst aufgeloest werden, wonach das Salz auf Kosten der Waerme der Abgase und somit ohne Energieaufwand rueckkristallisiert wird, waehrend ferner die Abgase gewaschen werden0
Auf diese ¥eise werden gleichzeitig das Problem der Beseitigung der festen Schlacken, deren Salzgehalt unter Erzielung eines weiteen wirtschaftlichen Vorteils rueckgefuehrt wird, sowie das Problem der wirksamen Reinigung der Abgase geloest, so dass die letzteren frei in die Luft abgegeben werden koennen.
Das auszuladende Material bestehyim wesentlichen aus gewaschenem nicht traechtigen Riß ckstand, der in ausgeladen wird und der, nachdem er von der loeslichen Fraktion in 19 befreit wurde, ein geringes Volumen be— sitzt und nur sehr wenig verschmutzend ist, so dass hinsichtlich seiner Ausladung keine besonderen Vorsichtsmassnahmen erforderlich sind»
Keine der zur Durchfuehrung der einzelnen Phasen des beschriebenen Verfahrens verwendeten Einrichtungen benoetigt eine besondere oder kritische Ausgestaltung, was einen weiteren nicht unbedeutenden Vorteil der Erfindung darstellt«
Insbesondere besteht die Einrichtung 24 zweckmaessig aus einer an sich bekannten Faschkolonne, wie ein
1'j Venturi-Skrubber, das hoisst aus einer Venturirohrkolonne, durch welche die Abgase hindurchgeleitet werden, die im verengten Querschnitt eine erhoehte Geschwindigkeit annehmen: hier wird die fein zerstaeubte Fluessigkeit eingespritzt.
Die auf diese Veise erzielte Beruehrung zwischen Fluessigkeit und Gas ist fixer die Zwecke der Erfindung aeusserst zufriedenstellend, wobei eine gute Ausloesung der Verschmutzungen und ein wirksamer ¥aermeaustausch mit Verdampfung ur.d Eineugung der Waschloesung gestattet
2.5 werden.
Bei der praktischen Prozessfuehrung erhallt man in eine klare Salzlauge, die etwa 300 g/l Natrium- oder Kaliumchlorid enthalten kann und mit ihr werden Abgase bei
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stark schwankender Temperatur (z.B. zwischen 70° und °C) behandelt, die bis zu 15 s/m Salz in subtnilcroni sehen Festteilchen enthalten.
Nach dem ¥aschen im Venturi-Skrubber, dem wie ueblich ein Zyklon zur Abtrennung der Tropfen der Waschfluessigkeit zugeordnet ist, uebersteigt der Feststoffgehalt der Abgase nicht 50 mg/m und die Waschsalzlauge wird rasch bis zur Saettigung und Abscheidung des Salzes in Form kleiner Kristalle eingeengt.
Bei der Behandlung der erschoepften salzhaltigen Schlacken, die den Schmelzofen verlassen wurden beispielsweise 56ΟΟ 1 waessrige Salzloesung mit 305 g/l NaCl erhalten.
Diese Loesung wurde einem Venturi-Skrubber zugefuehrt, in den die Öfenabgase eingesaugt wurden, die im Mittel 5 g/m3 Festteilchen {$h°/c NaCl, 2P1O Al3O , k$ kohlenstoffhaltige Rueckstaende) enthielten, eine mittlere Temperatur von 25O0C hatten und in einer Menge von 2000 Nm /h anfielen.
Das Waschen erfolgte, indem die Salzloesung mittels einer Pumpe in einer Menge von 1200 l/h dem Skrubber zugeleitet wurde.
Nach 8-stuendigera Betrieb der Anlage, waehrend dem die Abgase aus der Waschstufe mit einer mittleren Tetnperatur von 680C und einem mittleren Feststoffgehalt von 32 mg/m austraten, verminderte sich die Loesung auf 36OO 1 (315 g/l NaCl) und es wurden durch Filtrierung und anschliessende Trocknung des Filterkuchens
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650 kg Salz erhalten, dessen Qualitaet und Eigenschaften dazu geeignet waren, dass es im Ofen wiederverwendet werden konnte.
Es versteht sich, dass die beschriebene praktische Ausfuehrungsform der Erfindung sowie die genannten quantitativen Daten als rein beispielhaft aufzufassen sind und nur den Zweck haben, die Vorteile und die Zwecke der Erfindung besser verstaendlich zu machen« Im Geiste der Leitprinzipien derselben koennen seitens des Fachmannes auf diesem Gebiet zahlreiche Varianten angewandt werden, ohne den Schutzbereich des Patentes zu verlassen.
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Claims (2)

  1. S j-
    Anmelder: A. TONOLLI & C. S.p.A.
    MAILAND, Italien
    "Verfahren und Anlage zum Waschen der Abgase und zur Rue ckgewinnung der Salze bei der Al talutniniumverhue ttung"
    PATENTANSPRUECHE
    jJ Verfahren zum Waschen der Abgase und zur Rueckgewiimung der Salze aus den einem Ofen zum Schmelzen von Aluminiumschrott mit salzhaltigem Schmolzzusatz entnommenen Schlacken, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ofen entnommenen salzhaltigen Schlacken mit Wasser be-
    \ 3 f> O 0 % f 1^. i? *^ C-
    handelt werden, um einen im wesentlichen unloeslichen Rueckstand und eine Salzlauge zu erhalten, die als Waschfluessigkeit in einer Waschkolonne der dem Ofen entweichenden Abgase verwendet wird, wobei die Salzlauge in. der Waschkolonne durch Aufloesung des seitens der Abgase mitgenommenen Salzes und durch Verdampfung des Wassers bis zur Saettigung und Ausfaellung des Salzes eingeengt wird und das in der Salzlauge kristallisierte Salz abgetrennt und in den Ofen als Schmelzzusatz zurueckgefuehrt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ofen entnommenen salzhaltigen Schlacken mit Wasser zur Aufloesung ihres Salzanteiles behandelt werden, wobei eine im wesentlichen metallische (koernige) Fraktion, die in den Ofen zurueckgefuehrt wird, sowie eine truebe Salzlauge erhalten werden, die gefiltert wird, um eine weitere Feststoffraktion zur Ausladung von einer klaren Salzlauge zu trennen, die der Waschkolonne zugefuehrt wird.
    3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Waschfluessigkeit der Abgase verwendete Salzlauge der Waschkolonne zugefuehrt wird, nach Zerstaeubung in den Abgasen rueckgewonnen und sodann filtriert wird, um die hauptsaechlieh aus in den Ofen rueckzufuehrendem kristallischem Salz bestehende feste Fraktion von der als Waschfluessigkeit in die Kolonne rueckzufuehrenden fluessigen Fraktion zu trennen.
    k. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeich-
    130026/0589
    net, dass die Waschkolonne aus einem Venturi-Skrubber besteht, in dessen verengtem Querschnitt die aus der Salzlauge bestehende Waschfluessigkeit zerstaeubt wird.
    5· Anlage zum Waschen der Abgase und zur Rueckgewinnung der Salze aus den einem Ofen zum Schmelzen von Aluminiumschrott mit salzhaltigem Schmelzzusatz entnommenen Schlacken, zur Durchfuehrung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, gekennzeichnet durch Mittel zum Waschen der dem Ofen ent— nommenen Schlacken mit Wasser bis zur Bildung einer Salzlauge, durch eine Waschkolonne fuei· die Abgs-e, welche mit aus dieser Salzlauge bestehender Waschfluessigkeit gespeist ist, durch ein Filter der aus der Kolonne austretenden Salzlauge zur Abtrennung der in ihr kristallisierten festen Fraktion, sowie durch Mittel zur Rueckfuehrung der filtrierten Salzlauge in die Waschkolonne.
    6· Anlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Waschkolonne ein Venturi-Skrubber ist, 7· Anlage nach Anspruch 51 dadurch gekennzeich— net, dass die Mittel zum Waschen der dem Ofen entnommenen Schlacken einen Aufloeser umfassen, in dem der Salzanteil der Schlacken aufgeloest und die unloesliche Fraktion beseitigt wird, wobei ferner eine Filter- und Waschvorrichtung der sich beim Aufloesen ergebenden trueben Salzlauge vorgesehen ist, um eine klare Salzlauge zu erhalten.
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