<<
>>

АЛЮМИНИЯ ФТОРИД ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ МЕТОДОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

В одном из процессов выделения HF (см. «Фтористый водород из футеровки электролитических ванн») проводится также и выделение AlF3.

Содержание HF в отходящих газах пирогидролиза может быть значительно увеличено путем проведения процесса в ожиженном слое при использовании для сжигания углеродсодержащего материала и газа с содержанием кислорода не менее 90 % (объемн.).

Отсутствие азота в подаваемом потоке в совокупности с расширенной зоной реакции, где мелко размолотый материал, содержащий Al2O3, контактирует с парами соединений Na из отходящих газов, приводит к увеличению на 300 % содержания HF в отходящих газах; из газов одновременно удаляется натрий. Эти газы можно использовать для производства AlF3 (с содержанием не менее 85 %) или высококонцентрированной HF при снижении энергоемкости по сравнению с известными процессами.

Схема процесса Дж. Н. Андерсена и Н. Белла (патент США 4160809, 10 июля 1979; фирма «Кайзер Алюминиум энд Кемикал Корпорейшн»), представлена на рис. И.

Как видно из рис. 11, отходы футеровки загружаются в ретктор пирогидролиза, куда подается кислород (не менее 90 об. % в газовой смеси) и пар. В нем происходит сгорание углеродсодержащего материала и выделение газов, содержащих HF. Реакция протекает при температуре выше 900 0C, обычно в интервале 900— 1300 0C. Для связывания летучих натрийсодержащих соединений источник Al2O3 вводится или в ожиженный слой, или вблизи него.

нагреватель; 8 — сепараторы Для отделения пылн; 9, IS — подача на стадию загрузки; 10 — реактор; 11 — свободный объем реактора; 12 — ожиженный слой;

13 — подача пара в установку пирогидролиза; 14 — прямой контактный холодильник; 15 — резервуар с кислотой; 17 — гидроксида алюминия; 18 — реактор с ожн- женным слоем для получения AlFj; 19 — CO2 + пар; 20 — вода; 21 — хвостовой газовый скруббер; 22 — вентилятор; 23 — конечный продукт с концентрацией AlFs

более 85 %; 24 — пар

Образующиеся при горении и пирогидролизе газы содержат, кроме HF, также водяной пар, CO2 и захваченные твердые частицы.

При использовании кислорода Разбавляющий эффект азота сводится к минимуму и содержание HF в абгазах составляете—12 % (объемн.). После отделения твердых частиц абгазы охлаждаются. Выходящие из реактора горячие газы могут охлаждаться непосредственно холодным потоком газа, содержащего HF, как показано пунктирной линией на рис. 11. Поскольку тепло не отводится из системы, количество используемого охлаждающего газа влияет на промежуточную концентрацию HF, но не влияет на его концентрацию в конечном газовом потоке. Последующее охлаждение в прямом контактном холодильнике потоком концентрированной HF, подаваемым, например, из хвостового газового скруббера, может увеличивать концентрацию HF до 13—16 %. Охлажденный газовый поток вводится далее в скруббер, где в качестве промывочной среды применяется вода. В результате промывки газы освобождаются от HF и содержат в основном воду, и CO2. Выводимый из скруббера водный раствор HF имеет концен

трацию около 25%. Часть пара из скруббера может быть возвращена в процессе пирогидролиза.

Водный раствор HF из скруббера может использоваться для приготовления безводной HF, а также для охлаждения отходящих газов. Повышенное содержание HF в водном растворе облегчает получение из него безводного HF. Если водный раствор используется для прямого охлаждения горючих абгазов, то получается газообразный продукт с повышенным содержанием HF — 13—16 % (объемн.).

Этот продукт при желании можно использовать для производства AlF3. В то время как в известных процессах гидроксид алюминия не используется для производства AlF3, в данном процессе он является подходящим сырьем. В известных процессах вода, содержащаяся в гидроксиде, осложняет производство, так как тепла реакции, генерируемого при низкой концентрации HF в газовом потоке, недостаточно для ее испарения и поддержания требуемой температуры газообразных и твердых реагентов.

В данном процессе побочный продукт образования AlF3— водяной пар — также подвергается утилизации. Пар из реактора получения фтористого алюминия в ожи- женном слое используется в реакторе пирогидролиза; при этом обеспечивается оптимальный тепловой и энергетический баланс и устраняются недостатки известного процесса. Использование отходящих газов из реактора получения AlF3 в качестве источника пара приводит также к рециклизации остаточного HF, что позволяет увеличить выход HF и устранить возможность загрязнения окружающей среды. Кроме того, гидроксид алюминия является более дешевым исходным продуктом, чем кальцинированный Al2O3, а получаемый AlF3 в силу высокой чистоты (более 85 %) представляет собой более дорогой продукт, чем 15 %-ный AlF3, получаемый по известному способу.

Таким образом, при использовании ожижеиного слоя и окисляющего газа с содержанием O2 90 % процесс переработки отходов футеровки электролитических ваии становится более эффективным с технологической и экономической точек зрения.

<< | >>
Источник: М. Ситтиг. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов. 1985

Еще по теме АЛЮМИНИЯ ФТОРИД ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ МЕТОДОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ:

  1. АЛЮМИНИЯ ФТОРИД ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ МЕТОДОМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
  2. ЦИНКА ХЛОРИД ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ