Procédé de récupération des composés Iluorés dans les gaz se dégageant dans la fabrication électrolytique de l'aluminium. Dans la fabrication de l'aluminium par le procédé couramment appliqué à l'heure ac tuelle (électrolyse d'alumine dissoute dans une masse fondue de fluorure), il se dégage des gaz qui entraînent une certaine quantité de poussières de carneau. Ces poussières sont principalement composées de suie et d'alu mine. Elles peuvent aussi entraîner un peu de fluorure et d'oxyde de fer.
Les gaz eux mêmes, surtout si l'on utilise des électrodes à cuisson automatique, appelées électrodes Sôderberg, consistent principalement en un mélange d'oxyde de carbone, d'anhydride car bonique et d'air, mais ils contiennent aussi du fluor ou de l'acide fluorhydrique et de l'anhydride sulfureux, de sorte qu'ils ont une réaction acide. L'anhydride sulfureux pro vient de la teneur en soufre du charbon ou du bitume. Cet anhydride sulfureux n'a pas de valeur et on peut le laisser s'échapper à l'air libre.
Par contre, la quantité de fluor qui se perd avec les gaz d'échappement et les poussières du carneau représente une perte considérable, étant donné qu'elle provient de la masse fondue de fluorure qui sert comme solvant de l'alumine et comme électrolyte.
Dans ces dernières années, de nombreux efforts ont été tentés en vue de récupérer et d'utiliser le fluor que contiennent les gaz et les poussières. Selon un procédé de ce genre, décrit dans le brevet principal, on recueille tous les.gaz au-dessus de la surface du bain d'électrolyse dans un espace hors de contact avec l'atmosphère, on introduit dans cet es pace un courant d'air tel que la teneur des gaz combustibles dans le mélange résultant soit assez faible pour que ce mélange soit inexplosible,
et on lave les gaz ainsi recueillis avec un liquide absorbant énergiquement les composés fluorés et circulant en circuit. fermé, de manière ià transformer progressivement ce liquide de lavage en une solution de fluorure dont la concentration croît graduellement jus- qu'.à une valeur permettant une récupération industrielle. Il se forme ainsi graduellement une solution de fluorure.
Lorsque la solution de lavage a absorbé une quantité suffisante de fluor sous forme de fluorure de sodium et a été clarifiée par précipitation des compo sants insolubles, on la traite par exemple avec du fluorure d'aluminium, ce qui préci pite de la cryolite. Lorsque certains composés (S0''Na2) se sont accumulés dans la solution, il devient nécessaire de rejeter la liqueur- mère dans un canal ou cours d'eau, ce qui est interdit dans de nombreuses localités, en rai son des inconvénients que ceci représente (empoisonnement de l'eau).
Suivant la présente invention, on ne ré cupère plus le fluor dans les gaz par voie de lavage, comme au brevet principal, mais par précipitation à, l'état de poussières solides. C'est ainsi qu'on recueille tous les gaz au- dessus de la surface du bain d'électrolyse dans un espace hors de contact avec l'atino- sphère, qu'on introduit dans cet espace un cou rant d'air tel que la teneur des gaz combus tibles dans le mélange résultant soit assez faible pour que ce mélange soit inexplosible, et qu'on injecte dans ce mélange gazeux une solution aqueuse d'un agent tel et employé de telle façon qu'il se forme, par réaction avec les composés fluorés en présence,
des poussières solides, qu'on sépare ensuite des gaz.
Avantageusement, on emploie pour l'in jection dans les gaz une solution alcaline qui pourra y être injectée â l'état finement pul vérisé. Les poussières formées dans les gaz pourront être séparées ou isolées par précipi tation au moyen d'un électro-filtre d'un genre connu et ensuite être soumises < ï un traite ment ultérieur servant à réaliser la récupéra tion individuelle des divers composés y contenus.
On sait qu'une certaine humidité, par exemple une humidité relative de 60 % , est nécessaire pour assurer une bonne séparation dans l'électro-filtre. Dans le cas de gaz qui contiennent moins de 60 % d'humidité rela tive, il est recommandable d'introduire de l'eau de façon que l'humidité relative soit à envi -on 60<B>'0.</B> Dans tous les cas. on cherchera) à régler cette quantité d'eau de telle façon que les gaz n'en contiennent pas une partie sous forme de gouttelettes formant une buée.
Dans ce cas, la teneur en humidité excèderait 100% pendant. le refroidissement et, indépen damment d'un rendement plus médiocre. il en résulterait, comme autre inconvénient, la formation d'étincelles entre les électrodes de l'électro-filtre en raison de la présence d'eau condensée. L'air pénétrant sous la hotte d'échappement dans les fours à électrolyse servant à fabriquer l'aluminium s'échauffera dans ces fours de la température ambiante ;3 100 C. par exemple, de sorte qu'il ne possè- dera qu'une faible humidité relative.
Cet air que contiennent les gaz est ultérieurement re froidi dans la système jusqu'au moment où i! atteint l'électro-filtre, mais il reste non saturé d'humidité. On tire parti de ce fait pour l'introduction, dans les gaz, de la solu tion alcaline fixatrice des composants acides à l'état pulvérisé, sans donner naissance à une buée. L'eau (le la solution s'évapore aus sitôt, et la substance alcaline dissoute se com bine aux composants gazeux acides pour don ner naissance à la poussière solide voulue.
On utilisera le plus simplement une solu tion de soude pour fixer les composants aci des des gaz, étant donné que cette solution est très bon marché. Bien entendu, on pour rait aussi utiliser de la soude caustique.
L'électro-filtre précipité peut servir à re tenir la majeure partie de la suie, de l'alu mine, des composés de fluor, quelquefois du sulfate et du sulfite, et de l'oxyde de fer présents, ainsi que de faibles quantités d'au tres impuretés. Le sulfate et le sulfite sont principalement produits par la neutralisation du SO= que contiennent les gaz à l'aide de la solution alcaline injectée. Il est toutefois pos sible de n'introduire qu'une quantité de solu tion alcaline telle qu'elle fixe et précipite dans l'électro-filtre ü peu près tout le fluor, mais qu'elle ne fixe qu'une partie relative ment faible du S0\.
Contrairement au pro cédé connu susmentionné, le présent: procédé permet de récupérer les composés de fluor ,,ans doiiiier de solution résiduelle. La poussière qui se sépare dans l'électro- filtre peut être débarrassée de l'eau par chauffage. Le goudron peut être éliminé par une distillation sèche, et le carbone peut être éliminé des poussières par un traitement d'oxydation subséquent, consistant par exem ple en un chauffage poussé jusqu'à l'inflam mation dans l'air.
La matière résultante peut être convertie en cryolite et être réutilisée d'une façon répétée dans les fours à alumi nium. L'élimination de l'eau, la distillation du goudron et la combustion oxydante des poussières peuvent être combinées, en effec tuant ces opérations dans un même appareil les unes après les autres ou partiellement en même temps.
On peut opérer de façon que, à leur sortie de l'électro-filtre, les gaz contiennent encore de faibles quantités de composés de fluor (par exemple 5 % de la quantité initiale) et la majeure partie du SOZ. Il est alors recom mandé de réaliser un lavage subséquent, dans un appareil de lavage convenable, après que les gaz ont quitté l'électro-filtre, et avant de rejeter ces gaz 5, l'air libre. Ceci élimine les derniers restes des composants acides gazeux.
Pour cela, on remplira l'appareil de lavage d'une solution alcaline, de préférence d'une solution aqueuse d'un composé de métal alca lin, par exemple d'une solution de soude. En outre, lorsqu'on effectue le lavage avec une solution alcaline, on peut éviter la formation d'eau résiduelle en traitant la solution de la vage utilisée, qui contient par exemple du fluorure de sodium, du sulfite de sodium et du sulfate de sodium, par de la chaux calci née ou éteinte, ce qui sépare le fluor sous forme de fluorure de calcium et une partie du soufre sous forme de sulfate de calcium. La solution ainsi formée, qui contient main tenant, par exemple,
de la soude caustique, est ramenée au département de lavage en remplacement de la solution de lavage fraî che, de sorte que ce traitement supplémen taire ne donne pas d'eau résiduelle. Il est aussi possible d'utiliser de la chaux éteinte directement comme solution de lavage, de telle sorte qu'on évite le traitement chimique nécessaire pour précipiter les composés du fluor et dû soufre.
Il est alors facile d'ajouter de la chaux fraîche pour remplacer celle qui a été utilisée.