NO141045B - Fremgangsmaate til fremstilling av hule eller poroese glasskuler - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for gjenvinning av fluor.

Det er kjent at det ved fremstilling av aluminium, ved smelteelektrolyse av fluor-holdige bad. som inneholder aluminiumok-

syd i oppløsning ved anoden foregår ut-vikling av en gass som i det vesentlige be-

står av karbonholdig gass, karbonoksyd og. fluorholdig, gass. Sammensetningen av de fluorhxÆdlge gasser avhenger av arten, av de anoder som brukes. Ved Søderbergajnoder. med loddrett strømtilførsel er innholdet av hydrogenfluorid forholdsvis høyt.

Av hygieniske og sikkerhetsmessige grunner kan disse gasser ikke fritt slippes ut i atmosfæren. De brennes ved utgangen av elektrolysecellene med stort overskudd av luft. Forbrenningsgassene inneholder i suspensjon meget fint støv som i det vesentlige består av karbon og fluoirforbindel-

ser, og ennvidere finnes et vesentlig innhold av tjære.

Før vasking av disse gasser for gjenvinning av det gassformete hydrogenfCuo-

rid, blir de fridd for støv f. eks. ved hjelp av elektrofiltre, og herved utvinnes en me-

get finkornet sot som inneholder meget fluor. Fluorinnholdet i soten representerer ca. 20 % av det samlete fluortap. ved elek-trolysen av aluminiumoksyd, og diet er der-

for viktig å gjenvinne dette fluor. Det er tidligere foreslått forskjellige fremgangsmåter till dette formål', men det har vært vanskelig å gjennomføre dem i industrleir målestokk.

Det er også viktig å kunne trekke ut fluorinnholdet i slaggingsresten og katode-resten fra cellene.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte

for på en enkel måte, i en eneste operasjon å gjenvinne fluorinnholdet i disse forskjelr lige faste rester i form av lett oppløselig hydrogenfluorid.

Adskillige publikasjoner har omtalt

at det er mulig for analytisk bestemmelse av fluorinnholdet, å frigjøre gassformet hydrogenfluorid ved pyrohydrolyse av fluor-forbindelser. Denne pyrohydrolyse foretas uten nærvær av luft og i nærvær av et meget stort oversikudd av vanndamp. Ek-straheringsgraden for fluor, som bør være meget nær 100 %, blir oppnådd ved forskjellige temperaturer, alt etter arten av den fluorforbihdelse som skal analyseres. Denné temperatur-bør være minst 1000° C,

men det er nødvendig å gå opp i 1200° C,

hvis det ønskes- en korrekt analyse av alle fluorfbrbindélser (unntagen CaF.,) og det er nødvendig å bruke en meget stor mengde vanndamp, av størrelsesordenen 300—400'

gram pr. gram fluor. Slike betingelser med-

fører 'omkostninger som kan tåles ved en analyse, men som er for store i forhold til'verdien av det fluor som skal gjenvinnes-

til at disse kjente fremgangsmåter kan brukes industrielt for gjenvinning av fluor.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte

for gjenvinning av fluor i form av hydrogenfluorid fra de faste rester som er nevnt ovenfor, og det vesentlige særegne ved fremgangsmåten består i at pyrohydrolysen gjennomføres ved' en temperatur- mellom ca. 600 og 1100° G i nærvær av vanndamp og en fortynningsgass, som ikke påvirker det hydrogenfluorid, som frigjøres.

Fortynningen av vanndampen med denne gass forskyver reaksjonslikevekten ved pyrohydrolysen i retning mot frigjø-ring av gassformet, hydrogenfluorid. Ved samme utbytte av fjernet fluor er det mulig å foreta pyrohydrolysen ved en lavere temperatur og å nedsette forbruket av vanndamp.

Som fortynningsgass kan det f. eks1, anvendes luft, oksygen, nitrogen, osv. Luft er imidlertid den billigste gass, og gjør det dessuten mulig å brenne det karboninnhold som i alminnelighet finnes i de rester som skal behandles. Karbonet kan finnes i til-strekkelig mengde til at dets forbrenning gjør det mulig å nå den temperatur, som egner seg for pyrohydrolysen. Hvis dette-ikke er tilfellet, kan det tilsettes et brenn-bart stoff som, hvis det er et karbonderi-vat ved sin f orbrenning også gir et tilskudd av vanndamp. Ved å blande forskjellige faste rester som foreligger, er det også mulig å utnytte karboninnholdet i noen av dem som brennstoff slik at det er mulig å oppnå den temperatur som er nødvendig for pyrohydrolyse av en annen forbindelse som, tatt for seg, ikke inneholder tilstrek-kelig karbon til å nå denne temperatur.

Fremgangsmåten i henhold til: oppfinnelsen kan brukes: til gj envinning av fluor fra gass fra elektrolyseceller i brennere som er anbragt ved utgangen fra elektrolysecellene eller i et annet apparat, og fra den sot som slås ned fra slik gass. Videre kan fremgangsmåten brukes på restene fra slaggingen av elektrolysecellene eller på katoderestene samt på blandinger av disse rester. I alle tilfeller er det av betydning å anvende et meget finkornet material.

Utbyttet ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen avhenger for det første av temperaturen ved pyrohydrolysen. Det er utført en rekke forsøk, hvert på en porsjon faste rester, ved behandling med en gassblanding som inneholder 75 % vanndamp i to timer, og det har da vist seg at utbyttet ved gjenvinningen av fluor øker rettlinjet med temperaturen, fra 36 % ved 600° C til 95 % ved en temperatur på 1000° C. Ved alle forsøk i denne rekke ble blandingen av vanndamp og luft tilført når chargens temperatur hadde nådd 500 —600° C og mengden av tilført gassblanding var hele tiden den samme.

Innholdet av vanndamp i blandingen av vanndamp og fortynningsgass er også av betydning for utbyttet ved pyrohydrolysen. En annen rekke forsøk hvor også hvert forsøk varte to timer, har vist at utbyttet av gjenvinningen av fluor øker rettlinjet med det forholdsvise innhold av vanndamp i blandingen av gass og vanndamp. Ved en forsøkstemperatur på 750° C var således utbyttet bare 30 % hvis blandingen bare inneholder spor av vanndamp, og steg til. 62 % hvis blandingen inneholdt 75. % vanndamp.

Utbyttet ved gjenvinningen av fluor avhenger dessuten av varigheten av be-handlingen. En tredje rekke forsøk som ble utført med en gassblanding som inneholdt 75 % vanndamp ved en temperatur på 1000° C har vist at utbyttet ved gjenvinning av fluor var 95 % hvis pyrohydrolysen varte 1 time og at det sank til 70 % hvis tilførselen av gassvanndampblandin-gen ble avbrutt når chargens temperatur nådde 1000° C, dvs. hvis pyrohydrolysen ved 1000° C bare varte noen minutter.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen har økonomisk betydning på grunn av den høye pris på vanndamp, spe-sielt hvis det brukes mindre enn 40—60 kg vanndamp pr. kg. gjenvunnet fluor. Ved gjennomføringen av fremgangsmåten vel-ges visse betingelser, temperatur, forholdsvis innhold av vanndamp, 'behandlingsva-righet i avhengighet av de økonomiske forhold som foreligger. Det har f. eks. vist seg at det under bestemte forhold vil være mest økonomisk å tilstrebe et utbytte på 60—70 % fluor ved behandling i ca. 1 time ved 1000° C med en luft-damp-blanding méd 25 % vanndamp og et forbruk på ca. 25 kg vanndamp for hvert kg fluor som gjenvinnes.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av to eksempler.

Eksempel 1:

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen ble anvendt for gjenvinning av fluor fra rå sot fra elektrostatisk avstøv-ing av gass som kommer fra aluminlum-eléktrolyseceller. Soten hadde følgende sammensetning:

Fluoret var i det vesentlige tilstede i form av aluminiumfluorid og kryolit med et mindre innhold av ferrikryolit og spat.

100 kg sot som på forhånd var formet til kuler ble ført inn på en rist i en loddrett ovn, som ble gjennonmstrømmet opp-over av luft i en mengde på 500 m<3>/h (regnet ved 0° C og 760 mm Hg). Da chargen

hadde nådd en temperatur på 500—600° C, ble det ført vanndamp inn i luftstrømmen i en mengde på 1500 m<:!>/h (regnet ved 0° C og 760 mm Hg), hvilket svarte til et forholdsvis innhold av vanndamp på 75 % i den gass som strømmet gjennom chargen. Etter at temperaturen hadde nådd 1000° C ble den og vanndamptilførselen opprett-holdt i 1 time. Hele tiden ble de gasser f. eks. HF og S02, som forlot pyrohydroly-seovnen kondensert.

På denne måten ble det oppnådd en fortynnet oppløsning av hydrogenfluorid med 8 g HF pr. liter. Utbyttet ved gjenvinningen av fluor utgjorde 92 %. Resten fra pyrohydrolysen inneholdt mindre enn 4 % fluor. Forbruket av vann var 130 kg pr. kg gjenvunnet fluor.

Eksempel 2: Det ble anvendt samme kvantum sot som i det foregående eksempel, nemlig 100 kg. Men mengden av vanndamp i luft-strømmen på 500 m<3>/h var nedsatt til 165 m<:>yh (regnet ved 0° C og 760 mm Hg), hvilket svarte til 25 % vanndamp i de gasser som strømmer gjennom chargen. Som i eksempel 1 ble temperaturen holdt på

1000° C i 1 time med 25 % vanndamp i gassene.

Under disse forhold ble det oppnådd en fortynnet oppløsning av hydrogenfluorid med 30 g HF pr. liter med et utbytte ved gjenvinningen av fluor på 70 % og et forbruk av vanndamp som var bare 23 kg pr. kg gj envunnet fluor.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for gjenvinning av fluor i form av hydrogenfluorid fra forskjellige faste rester fra celler for elektro-lytisk fremstilling av aluminium ved pyrohydrolyse i nærvær av vanndamp, karakterisert ved at pyrohydrolysen med vanndamp foretas i nærvær av en fortynningsgass som ikke påvirker det hydrogenfluorid som frigjøres, f. eks. luft, oksygen eller nitrogen.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at mengden av vanndamp innstilles på mindre enn 60 kg pr. kg fluor.