JPS5869720A - アルミニウム電解炉ガスの回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム電解炉から発生するフッ化物台
ｑガスおよびダストの回収方法に関し、詳細には５濾過
、乾燥等の回収工程における取扱性が良好で、かつ電解
炉に再使用するのに好適なフッ化物組成物を得る方法に
関する。

アルミニウムは、水晶石・フッ化アルミニウム系溶融塩
にアルミナを溶解し、この電解浴を炭素電極を用いて電
解製錬して得られる。

電解炉から排出されるガスには、フッ化水素等のフッ化
物が含まれ、保安上および公害防止上これらのフッ化物
を回収して、無害なガスとして大−気中に放出すると共
に、回収したフッ化物を人造水晶石を主成分とする人造
氷晶石組成物（以Ｆ１人造水晶石と略称する）として、
電解炉に再使用する方法が採られている。

電解炉ガス中には、Ｓｏ　　、　ＨＦ等の酸性物質を含
むため、従来、ダストを含有した電解炉ガスはダスト含
有のまま、湿式洗浄塔で力性ソーダまたは炭酸ナトリウ
ム水溶液で洗浄される。

湿式洗浄塔では、ｉｉｐはＮａＦに変化する。このダス
ト合音洗浄液に、硫酸アルミニウムまたは、アルミン酸
ナトリウム溶液を加えてアルミニウムイオンと反応させ
て、人造水晶石を析出させる。

このようにして得られたスラリーを、ン濾過、乾燥して
、電解炉に再使用する。

この場合、前述の電解炉ガス中のダストは、平均粒径が
４９μと小さく、１濾過性が悪く、アルカリ洗浄液中の
ダスト濃度が増大するに従って、ン濾過性は極度に悪化
するので、大きな♂過能力を必要とする。

また、前述のダストは、弱アルカリ性下で長時間保持さ
れるため、チオライト等の酸性フッ化物は中和され、ア
ルカリ性の水晶石に変化することも、ン濾過性等に悪影
響を及ばず一因として考えられる。

一方、電解炉においては、フッ化物の蒸発、分解のため
、電解浴は、水晶石に対し、フッ化アルミニウム濃度が
、より大きく減少する方向に進行する。

従って、電解炉に添加使用される前記回収人造水晶石と
しては、フッ化アルミニウム原単位向上のために、その
組成はソーダ分が低く、かつＦ／Ｎａ　（重量比）が大
きいことが好ましい。しかしながら、従来の回収方法で
は、ダスト中の酸性チオライトがアルカリ性の水晶石に
変化するため、ソーダ分やＦ／　Ｎａの点でも不満足な
ものであった。

本発明は、従来の回収方法の欠点を除去した。濾過、乾
燥工程等で取扱性が良好で、かつ低ソーダ分、高Ｆ／　
Ｎａの人造水晶石を回収する方法を提供するものである
。

本発明方法は、電解炉ガスに含まれるダストを予め乾式
分離し、分離したダストに水を加えて弱酸性スラリーと
し、ダスト分離後のガスをアルカリ洗浄し、得られた洗
浄液にアルミニウムイオンを添加して人造水晶石、を析
出せしめ濃縮し、この入音氷晶石スラリーに所要量の前
記ダストのスラリーを添加混合し、適宜時間熟成するこ
とを、その特徴とするものである。

本発明方法を詳細に説明する。第１図は、本発明方法の
一実施態様を示す概略系統図であって、電解炉ガスは、
電気集塵器（１）でダストと脱塵ガスに別けられ、ダス
トは水を添加され、ダストスラリー貯槽（２）に貯えら
れる。ダストには、フッ化物（Ｆとして約３０％）が含
まれており、これを水でスラリー化するとｐＨ４０−４
５となる。ダストの粒径は４９μ程度で細がいが、チオ
ライト（Ｎａ５Ａｌ、　Ｆ１４）が含まれる。脱塵され
た排ガスは湿式洗浄塔（３）でＮａＯＨ（またはＮａ、
Ｃｏ、）水溶液で洗浄され酸性ガスは中和除去され、洗
浄され清浄となった排ガスは大気中に放出される。この
湿式洗浄塔では、ＨＦは中和されＮａＦとなる。このＮ
ａＦを含む洗浄液は反応槽（４）に送られ、硫酸アルミ
ニウム水溶液（またはアルミン酸ナトリウム溶液）とｐ
Ｈ７，０〜１α０の条件下で反応させ、人造水晶石を析
出させる。析出した人造氷晶石の平均粒径は＆３μ程度
である。この反応液は、シックナー（５）で上澄液と水
晶石スラリーに別けられ、上澄液は廃水処理後放流され
、水晶石スラリーは熟成槽（６）に送られる。熟成槽（
６）には前記ダストスラリー貯槽（２）から、所要量の
ダストスラリーが送液され、両スラリーは混合され、所
定期間熟成される。熟成槽（６）では、ダストと水晶石
スラリー間で、粒子の溶解、再析出、生長、凝集などが
起り、粒径が増大するものと考えられる。またスラリー
のｐＨは、４５〜６５程度の弱酸性となり、人造水晶石
のチオライト化が進行する。

上記の熟成が好都合に行なわれるためには、ダストスラ
リーおよび人造水晶石スラリーの濃度はそれぞれ１５０
〜４００　ｇ／ノ、好ましくは、２５０〜３５０　ｇ／
ノであり、１５０　ｇ／ノ以下では熟成槽２．濾過機等
の容置を大きく採らねばならず不経済であり、４００ｇ
＃以上では、充分な熟成効果が得られない。またダスト
スラリー、人造水晶石スラリー両者のスラリー濃度差は
１００　ｇ／　ｌ以下であることが熟成効果の点から好
ましい。また、ダストスラリーと人造水晶石スラリーと
の混合割合は、ダストスラリーの固形分が混合スラリー
中の全固形分の５〜５０重社％の範囲であることが好ま
しく、５％以下では熟成効果が不充分で、５０％以上で
は、以後のン濾過工程における濾過性が劣り、不利とな
るからである。熟成温度は常温で良く、混合熟成時間は
、ダストスラリーの混合比率が多くなるに従い、時間を
増加させることが好ましく２〜７日の範囲で定められる
。

このようにして熟成された混合スラリーは、♂過機（７
）でン濾過し、ン戸液は反応槽（４）に循環されケーキ
はロータリードライヤー（８）で乾燥されて回収人造水
晶石として電解炉に再使用される。

本発明方法によれば、アルカリ洗浄液からダストを分別
するための過大な濾過機が必要でなく、熟成後のスラリ
ーは粒子粒径の増大および適当な粒度分布を有するため
、濾過性が良好であり、濾過速度の増大により、ン濾過
されたケーキの付着水分が従来の場合より２〜５％低ド
するので、乾燥用の燃料使用量が減り、さらに乾燥時の
粒子の粉塵化による粉末飛散量も３〜６％減少する。

また、酸性のダストを分離して人造氷晶石を作り、両者
を混合熟成させるので、熟成して得られた人造水晶石中
の全Ｎａ％は、従来の約３０％に比べて約１７〜２８％
と低く、Ｆ／Ｎａは、従来の１５〜１．６程度に対し、
逆にＬ６５〜Ｚ２０となる。

なお、人造氷晶石中のＦ／　Ｎａは酸性ダストの混合比
が増す程に、その値も大きくなり混合比が、３０％以上
ではＦ／　Ｎａも２０以上となり、フッ化アルミニウム
原単位の向上に好結果をもたらす。

以下、本発明方法を実施例により具体的に説明する。

実施例 アルミニウム電解炉排ガス処理設備中に設置された電気
集塵器からダストを採取し、このダストに水を添加混合
し、ダストスラリーを調製した。

ダストスラリーのｐＨは４２．スラリー濃度は、３００
　ｇ／　Ｊ　、ダストの平均粒子径は約４９μであった
。

また脱塵後の排ガスの湿式洗浄塔から洗浄液を採取し、
これに硫酸アルミニウム水溶液を加えてｐＨ７，０とし
て人造氷晶石を析出させ、これをシックナーにかけて人
造氷晶石スラリーを得た。人造水晶石スラリーのｐＨは
７．２．スラリー濃度は２１５０　ｇ／ノ９人萌氷晶石
の平均粒子径は＆３μであった。

次に、このようにして得られた人造氷晶石スラリーとダ
ストスラリーを種々の比率で混合し、熟成時間を変えて
５濾過特性等を調べた。また、比較のため、ダストをア
ルカリ洗浄液に加えダストをン濾過することなく、ダス
ト含有のまま人造水晶石を析出せしめた場合についても
、同様に測定した。

結果を次の表１に示す。

表　　　１ 平均粒径　＞ｐ過速度、付着水分とも従来方法に比べ、
熟成期間が長くなるにつれて、著るしく改善されている
ことが示される。なお、混合比率が４５重置％で熟成日
数が７日の場合、５濾過機の♂過性能は、繰返し使用し
ても、あまり低ドしないことが認められた。

次に、上記実施例（熟成日数７日）のものと、従来方法
による人造氷晶石の化学組成を分析した。

結果を次の表２に示す。

表　　　２ 表２に示されるように、実施例の人造氷晶石は従来方法
に比べ、低ソーダ分、高Ｆ／　Ｎａに改善されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るアルミニウム電解炉ガスの回収
方法の実施態様を示す概略系統図である。 特許出願人　　日本軽金属株式会社 代理人　弁理士松永圭司

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １・　アルミニウム電解炉ガスを回収する際、先ず炉ガ
   スに含まれているフッ物含有ダストを乾式集塵器で捕集
   い該ダストを水と混合してダストスラリーとい前記乾式
   集塵器からの排ガスを力性ソーダまたは炭酸ナトリウム
   水溶液で洗浄して得られた洗浄液に硫酸アルミニウムま
   たはアルミン酸ナトリウム溶液を添加し人造氷晶石を析
   出させ濃縮した人ｄｊｉ水晶石スラリーに、所属量の前
   記ダストスラリーを添加、混合し、熟成することを特徴
   とするアルミニウム電解炉ガスの回収方法。