AT205005B - Verfahren zur Rückgewinnung von Fluorverbindungen aus den Abgasen und dem Kohleboden des Aluminiumelektrolyseofens - Google Patents

Description

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Die bei der Schmelzflusselektrolyse des Aluminiums entstehenden Fluorverluste sind bekanntlich darauf zurückzuführen, dass einerseits ein Teil des Kryolits sowohl elektrolytisch als auch thermisch zersetzt wird und sich in Form gasförmiger Fluorverbindungen verflüchtigt, und anderseits die porösen Kohleformsteine des Ofenbodens beträchtliche Mengen geschmolzenen Kryoliths aufsaugen, der nach Ablauf der Lebensdauer des Ofenbodens mit diesem aus der Ofenwanne ausgebrochen wird und verloren geht. Um die so entstehenden Verluste zu vermeiden, wurden im Laufe der Zeit verschiedene Rückgewinnungsverfahren entwickelt und in die Praxis des Aluminiumelektrolysebetriebes übernommen. 



   Die Verfahren zur Wiedergewinnung des Fluors aus den Abgasen beruhen im wesentlichen darauf, diese mit verdünnter Sodalösung zu waschen und das hiebei aus dem Natriumkarbonat entstehende Natriumfluorid nach einem der bekannten Verfahren auf Kryolith zu verarbeiten. 



   Die kryolithaltige Bodenkohle hingegen wird bekanntlich in vermahlenem Zustande einer Behandlung mit verdünnter Natronlauge unterworfen, worauf die dabei gewonnene natriumfluoridhaltige Aluminatlauge mit der zur Herstellung des erforderlichen, nach neuesten Er-   kenntnissen etwa 30% igen Fluorionenüberschusses    notwendigen Menge Natriumfluoridlösung aus der Abgaswäsche vermischt und aus diesem Gemisch der Kryolith durch Neutralisation des freien Alkalis gefällt wird. Die Fällung erfolgt bekanntlich durch Einleiten von Kohlensäure oder durch Zugabe von Natriumbikarbonat. 



   Die Wirtschaftlichkeit aller dieser Verfahren kann aber durch zweckmässige Ausnützung der einzusetzenden und wiedergewinnbaren Stoffe wesentlich beeinflusst werden. So ist es erfindungsgemäss möglich, durch folgerichtige Kombination der einzelnen Teilverfahren entweder reaktionsbeschleunigende Überschussmengen an Reaktionsteilnehmern bei bestimmten Reaktionen anzuwenden oder letztere mit nur teilweisem Umsatz verlaufen zu lassen ; Vorteile, deren Wahrnehmung ohne die, der nachstehend geschilderten Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnisse die Wirtschaftlichkeit dieser Rückgewinnungsverfahren in Frage stellen würde. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung wird derart durchgeführt, dass man die Neutralisation des in den Abgasen enthaltenen Fluorwasserstoffes durch Behandeln derselben mit verdünnter Natriumkarbonatlösung bis zur Natriumbikarbonatstufe nach der Reaktion   NaaCOg+HF-NaHGOg-)-   +NaF durchführt und die so erhaltene, durch Abtrennung von den Schwebestoffen gereinigte, natriumfluoridhaltige Bikarbonatlösung mit einer durch Behandeln der vermahlenen Bodenkohle mit hinsichtlich ihres Kryolithgehaltes überschüssiger, verdünnter Natronlauge gewonnenen, vom Unlöslichen abfiltrierten natriumfluoridhaltigen Aluminatlauge vereinigt, den dabei gemäss der Reaktion 
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 ausgefällten Kryolith von der sodahaltigen Mutterlauge trennt und diese wieder zur Neutralisation des in den Abgasen enthaltenen Fluorwasserstoffes verwendet. 



   Diese sodahaltige Mutterlauge enthält rund   40 g Na2C03jl   und, da bei der Kryolithfällung ein Natriumfluoridüberschuss angewendet worden ist, etwa 5 g NaF/1. Sie wird in der Gaswaschanlage abermals so lange der Einwirkung der fluorwasserstoffhaltigen Abgase ausgesetzt, bis das   Na2C03   sich zu   NaHC03   und NaF umgesetzt hat. Ausserdem werden bei der Gaswäsche auch feste und flüssige, wasserunlösliche Schwebestoffe, wie z. B. Tonerde- und Kryolithstaub, Russ und Teer zurückgehalten, die sich in Form einer Suspension in der Waschlösung ansammeln. Um sie auszuscheiden, führt man die mit diesen Schwebestoffen beladene Waschlösung im Kreislauf über ein Klärbecken oder einen Eindicker.

   Die dem Flüssigkeitskreislauf der Gaswaschanlage entnommene und der Kryolithfällung zugeleitete Waschlösung enthält nunmehr   ungefäht   32   g/l   Natriumbikarbonat und 15   g/l   Natriumfluorid, wobei jedoch nur 10   g/l   des letzteren beim Passieren der Gaswaschanlage neu hinzugekommen sind. Der infolge unvollständiger Ausnützung der 

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 überAluminatgehaltes der Bodenkohlelauge mittels in Natriumhydroxyd löslicher Aluminiumverbindungen zur Ausnützung des freien Alkalis der natriumfluoridhaltigen Aluminatlauge sowie die Ausfällung des Kryoliths durch Natriumbikarbonat aus der Abgaswäsche unter Rückgewinnung von Soda. 



   Diese kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in den vier genannten Reaktionssystemen kann so erfolgen, dass sowohl die von den Schwebestoffen abgetrennte natriumfluoridhaltige Bikarbonatlösung als auch die vom Unlöslichen abfiltrierte natriumfluoridhaltige Aluminatlauge fortlaufend entnommen, gleichfalls fortlaufend gemischt und der ausgefällte Kryolith im Eindicker mit nachgeschaltetem Filter von der Mutterlauge fortlaufend getrennt wird. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Rückgewinnung von Fluorverbindungen aus den Abgasen und dem Kohleboden des Aluminiumelektrolyseofens, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation des in den Abgasen enthaltenen Fluorwasserstoffes durch Behandeln derselben mit verdünnter Sodalösung bis zur Natriumbikarbonatstufe durchgeführt wird und die so erhaltene, durch Abtrennung von den Schwebestoffen gereinigte, natriumfluoridhaltige Bikarbonatlösung mit einer durch Behandeln der vermahlenen Bodenkohle mit hinsichtlich ihres Kryolitgehaltes überschüssiger verdünnter Natronlauge gewonnenen, vom Unlöslichen abfiltrieren natriumfluoridhaltigen Aluminatlauge vereinigt, der dabei ausgefällte Kryolith von der sodahaltigen Mutterlauge getrennt und diese wieder zur Neutralisation des in den Abgasen enthaltenen Fluorwasserstoffes verwendet wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der natriumfluoridhaltigen Aluminatlauge aus der Bodenkohle Natriumhydroxyd bis zu 30% über der theoretisch erforderlichen Menge angewendet wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bodenkohle zur Gewinnung des in ihr etwa enthaltenen freien Alkalis unmitelbar nach dem Ausbrechen des Ofenbodens der Vermahlung und Laugung zuführt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die vom Unlöslichen abfiltrierte natriumfluoridhaltige Aluminatlauge Aluminium z. B. in Form von Dreh- spänen, Giessereikrätze oder in Form von in Natriumhydroxyd löslichen Aluminiumverbin- dungen zur Herstellung einer zusätzlichen Menge von Aluminat eingebracht wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, dass solche Mengen der natriumfluoridhaltigen Aluminatlauge mit der na- EMI2.2 <Desc/Clms Page number 3> Form von NAAIF, gebundenen Menge Natriumfluorid gelöst enthält.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu seiner kontinuier- lichen Durchführung sowohl die von den Schwebestoffen abgetrennte natriumfluoridhaltige Bi- karbonatlösung als auch die vom Unlöslichen abfiltrierte natriumfluoridhaltige Aluminatlauge fortlaufend entnommen, gleichfalls fortlaufend gemischt und der erhaltene Kryolith im Eindicker mit nachgeschaltetem Filter von der Mutterlauge fortlaufend getrennt wird.