NO742076L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til opparbeidelse av aluminiumoksyd, natriumaluminat og/eller alkalisert aluminiumoksyd anvendt til utskillelse av fluorforbindelser fra avgasser.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til opparbeidelse av aluminiumoksyd, natriumaluminat og/eller alkalisert aluminiumoksyd anvendt til utskillelse av fluorforbindelser fra avgasser.

Slike stoffer anvendes spesielt til tørr adsorptiv rens-ning av fluorholdige avgasser fra aluminiumelektrolysecelle, f.eks. således at tørradsorpsjonen foregår i et sterkt ekspandert aluminiumoksyd- hvirvelsj ikt .

Smeltestrømelektrolysen til fremstilling av oppberednings-aluminium omtales teknisk ved temperatur nær 1000°C. Som elektrolytt tjener en smelte av kryolitt som ofte tilsettes et overskudd av aluminiumfluorid samt andre tilsetninger som kalsiumfluorid og

litiumfluorid.

Ved den relativt høye elektrolysetemperatur har elektrolytten et merkbart damptrykk. Følgelig inneholder ..elektrolysecellenes avgasser flyktige fluorforbindelser, respektivt deres omdannelses-produkter som er inneholdt i den avkjølte avgass i form av faste forbindelser som kryolitt, aluminiumfluorid, chiolitt, som fint støv ved siden av forstøvet aluminiumoksyd.

Dessuten inneholder avgassen gassformet hydrogenfluorid

som oppstår sekundært ved hydrolyse av de nevnte fluorfirbindelser.

Alt etter typen avsugning og fortynning inneholder avgassene inntil 1000 mg HF/Nm , vanligvis imidlertid mindre enn 100 mg HF/Nm . Støvinnholde.t i avgassen ligger i samme størrelsesorden.

Mens hittil fjerning av fl.uorhydrogenet i praksis over-værende foregikk ved våtvask,.er det i nyere tid også kjent for-skjellige tørradsorpsjonsfremgangsmåter. Spesielt gunstig økonomisk arbeider fremgangsmåten omtalt i DOS 2.056.096 hvor tørradsorpsjonen foregår i et sterkt ekspandert aluminiumoksyd-hvirvelsjikt. Ved ' anvendelse av sistnevnte fremgangsmåte i praksis har det vist seg at for gassrensningen behøver det bare å anvendes en mengde på 10% eller mindre av det samlede for elektrolysen nødvendig oksyd.

Sammen med fl'uorforbindelsene unnviker med ovnsavgassene også andre forbindelser, f. eks', av fosfor, vanadium, jern, titan, svovel, silisium etc. Det er i detalj ikke klart om disse forbindelser fremkommer primært under tiden som gassformede forbindelser sekundært gjenfinner de seg likeledes som faste forbindelser i den til fluoradsorpsjonen anvendte aluminiumoksyd og lignende. Ved til-bakeføring av dette oksyd i elektrolysecellene kommer også disse forurensninger i elektrolytten og forårsaker en nedgang av elektro-lysedriften, respektiv.av kvaliteten av det frembragte metall. Det er allerede kjent en fremgangsmåte ved en etterbehandling av det fluoropplagede oksyd sterkt å fjerne et forstyrrende karboninnhold ved at de faste stoffer som ble anvendt til avgassrensning og deretter bestemt til anvendelse i elektrolyseovnene og som ved siden av fluor dessuten inneholder ytterligere forbindelser og elementer, spesielt også karbon i form av kullstøv, underkastes en termisk behandling hvor karbonet fjernes ved forbrenning og fluoret som ved avgassrensningen overveiende opptas adsorptivt som hydrogenfluorid og ikke fastbundet fluor overføres i en stabil kjemisk

aluminiumfluorforbindelse.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveie-bringe en som innledningsvis forklart fremgangsmåte-, hvor de ovennevnte forurensninger, dvs. forbindelser f.eks. av fosfor, vanadium, jern, titan,ssvovel, silisium etc., fjernes respektiv virknings-fullt kan' nedsettes fra systemet elektrolyseovn/adsorberer. Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at adsorbentene behandles ved pyrohydrolyse eller klorering. På denne måte lykkes en sterkt eller fullstendig eliminering av forurensningen.

Ved en utførelsesform av oppfinnelsen er det foreskrevet at adsorbentene før opparbeidelsen oppdeles i kornfraksjoner. Derved adskiller hensiktsmessig fraksjoner under 20 ym, fortrinnsvis under 15 ym som inneholder hovedmengden av forurensninger. Det ble nemlig fastslått at d.e nevnte skadelige forurensninger er anriket i finfraksjonen og den ved- fluoradsorpsjonen dannede aluminiumoksyd-støvblanding. En sikteanalyse viste f.eks. at over 10% av det det fluoroppladede oksyd inneholdt i jern og vanadium er inneholdt i den fineste fraksjon under 20 ym, fortrinnsvis under 15 ym som utgjør ca. 20% av oksyd-støvblandingen.'■ Denne arbeidsmåte er også fordel ved anvendelse av grovkornede adsorbenter.

En variant av ovennevnte fremgangsmåte består i at oppdelingen i kornfraksjoner foretas ved vindsiktning. Hertil skal følgende eksempel tjene: Kornfraksjonering av et fluoroppladet oksyd ved vindsiktning.

Ytelse av vindsikteren: 1 tonn pr. time.

Skillesnitt: under 20 ym.

Det er imidlertid også mulig å gjennomføre oppdelingen i kornfraksjoner ved siktning. Følgende er et eksempel på dette:

Kornfraksjonering av -en fluoroppladet oksyd-støvblanding ved siktning. ty.'

En utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sees deri at oppdeling i kornfraksjoner allerede foretas ved uttak av adsorbentene fra adsorbereren. Videre er det mulig at oppdelingen foretas ved hjelp.av elektrofilter utrystet med flere felt og støv-bunkere.

Hensiktsmessig foregår pyrohydrolysen ved temperatur

over 500°C, fortrinnsvis over 600°C. Eksempelvis foregår dette således at det til adsorpsjon anvendte oksyd etter oppladning underkastes en pyrohydrolysej f.eks. en dreierørsovn, ved ca. 650-700°C. Derved unnviker hydrogenklorid i konsentrert form som kan absorberes i en liten tørke- eller våtrensapparatur.. Hertil er det nødvendig ved pyrohydrolysen å anvende en temperatur ikke vesentlig over 750°C da ellers .en' spesifikk overflate og dermed adsorpsjonsgass-kapa si teten ville nedsettes. Det sterkt avfluorerte oksyd kan igjen anvendes til absorpsjon av hydrogenfluorid fra.ovnsavgassene. Denne cyklus lar seg gjenta seks til ti ganger uten at det inntrer en forstyrrende nedgang av adsorpsjonskapasiteten. Etter siste cyklus underkastes oksydet ved f.eks. 1000°C en pyrohydrolyse og kan til-føres en anvendelse f.eks. i den kjeramiske ildfastindustri.

Forsøket har vist at ■ kloreringen foretas med klor-gass'og/eller hydrogenkloridgass hensiktsmessig ved temperatur over 600°C. Som forsøket har vist fjernes ved klorering<v>forurensninger som jern, titan etc. sterkt, således at de klorerte adsorbenter umiddelbart kan tilføres til elektrolysen.

Endelig skal det nevnes at det ved forholdsreglen med pyrohydrolyse er mulig å redusere den effektive mengde av det til adsorpsjonen anvendte oksyd til en liten brøkdel, f.eks. 1- 2% av det for elektrolysen nødvendige oksyd.

Utførelseseksempler:

1. I en fast lagring ble det som adsorbens:- anvendte oksyd (50 g prøver) oppvarmet i luftstrøm (0,3 Nm^/luft/time) i nærvær av vanndamp (pyrohydrolyse). Betingelser '' ,

Bestemmelse av overflaten etter Brunauer-Emmet-Teller

2. En fastlagring ble et som adsorbens anvendt oksyd behandlet med klorgass/luft, respektiv HCl/luft. Derved endret innholdet av forurensningen seg som følger:

■ Tilsvarende resultater oppnås ved opparbeidelse av oppladet natriumaluminat.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til opparbeidelse av aluminiumoksyd, nat-rumaluminat og/eller alkalisert aluminiumoksyd, anvendelse til utskillelse av fluorforbindelse fra avgasser, karakterisert ved at adsorbentene behandles ved pyrohydrolyse eller klorering.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at adsorbentene før opparbeidelse oppdeles i kornfraksjoner.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at oppdelingen i kornfraksjoner foretas ved vindsiktning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at oppdelingen i kprnfraksjoner foretas ved siktning.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at oppdelingen i kornfraksjoner foretas allerede ved uttak av adsorbentene fra adsorbereren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at oppdelingen foretas ved hjelp av et elektrofilter utrustet med flere felt og støvbunkere.

7. Fremgangsmåte ifølge ett eller' flere av kravene 1-6, karakterisert ved at pyrohydrolysen foretas ved temperaturer over 500°C, fortrinnsvis over 600°C.

8. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at kloreringen foretas med klor-gass og/eller hydrogenkloridgass ved temperatur over 600°C.

9- Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-7, karakterisert ved at de ved pyrohydrolyse behandlede adsorbenter igjen innføres i adsorbereren til utskillelse av fluor-f orbindelser .■