CH203741A - Verfahren zur Aufarbeitung der aus den Abgasen von Aluminiumöfen gewonnenen Masse. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Aufarbeitung    der aus den Abgasen von Aluminiumöfen  gewonnenen     blasse.       Bei der Herstellung von Aluminium nach  dem heute üblichen Verfahren (Elektrolyse  von in einer Schmelze von     Fluoriden    gelöster  Tonerde) entstehen Abgase, die Flugstaub  mit sich reissen. Bei Aluminiumöfen mit ge  brannten Kohleanoden besteht der Flugstaub  hauptsächlich aus Russ und Tonerde; es wer  den auch     Fluoride    und     etwas    Eisenoxyd mit  gerissen.

   Wenn man, statt gebrannte Kohle  anoden, selbstbackende Elektroden,     wie    sie  unter dem Namen     "Söderbergelektroden"    be  kannt sind, verwendet, enthält der Flugstaub  im wesentlichen noch Teer und dessen     pyro-          gene        Zersetzungsprodukte;    hinzu kommen  noch     Silikofluoride.    Die Abgase selbst be  stehen grösstenteils aus einer Mischung von  Kohlenmonoxyd,     Kohlendioxyd    und Luft.  Besonders bei Verwendung von selbstbacken  den Elektroden enthalten sie ferner Fluor  wasserstoffsäure und Schwefeldioxyd. Ein  gewisser Gehalt an Feuchtigkeit ist selbst  verständlich unvermeidlich.

      Die durch die Abgase und den Flugstaub  verloren gehenden Mengen Fluor stellen einen  nicht     unbedeutenden    Verlust dar, denn sie  stammen aus der zur Lösung der Tonerde und  als Elektrolyt dienenden     Fluoridschmelze.     



  Besonders in letzter Zeit sind Anstren  gungen gemacht worden, den Flugstaub zu  rückzugewinnen und nutzbar zu machen.  Nach dem     neuesten    Verfahren werden die Ab  gase mit einer     wässerigen,    alkalischen Lösung  befeuchtet, die die     gasförmigen    Stoffe, be  sonders das Fluor und die     Fluorverbinduii-          gen,    chemisch zu Staubform bindet, worauf  der Flugstaub und die     nunmehr    in f     ester     Form vorhandenen     Fluorverbindungen    in  einem Elektrofilter abgeschieden werden.  



  Der zurückgewonnene Flugstaub muss  nun aufgearbeitet werden, damit er nutzbar  gemacht werden kann.  



  Vorliegende     Erfindung    bezieht sich     auf     ein Verfahren zur Aufarbeitung der aus den  Abgasen von     Aluminiumöfen    gewonnenen,           aus    festen und flüssigen Bestandteilen be  stehenden Masse, die, da die flüssigen Be  standteile durch die festen ad-     bezw.    absor  biert werden, meistens in fester Form vor  liegt.  



  Meistens enthält eine solche Masse Russ,  Tonerde,     Fluorverbindungen    und Eisenver  bindungen. Beim Arbeiten mit     Söderberg-          elektroden    kommt noch der aus der     Elektro-          denmasse    stammende Teer als wichtiger Be  standteil hinzu. Ferner ist noch Wasser vor  handen, besonders wenn die sauren, gasförmi  gen Bestandteile bei der     Flugstaubrückge-          winnung    vermittelst alkalischen Lösungen zu  festen Stoffen gebunden werden.  



  Erfindungsgemäss werden das Wasser und  der Teer in einer elektrisch geheizten Kam  mer aus dieser Masse     abdestilliert,    worauf der  in der Masse verbliebene Kohlenstoff durch  Verbrennen entfernt wird.  



  Auf diese Weise kann man ein Produkt  erhalten, das in der Hauptsache aus     Fluorver-          bindungen        (Aluminiumfluorid    und     Natrium-          fluorid    z. B.), Tonerde und Eisenverbindun  gen besteht und frei ist von Feuchtigkeit,  Kohlenstoff und     Kohlenstoffverbindungen.     Dieses Produkt kann in beliebiger Weise  weiterverarbeitet werden. Das Destillat, das  aus Wasser und Teer besteht, ist leicht zu  verwerten. Das Wasser lässt sich auf sehr  einfache Weise vom Teer trennen und der  Teer findet in verschiedenen Industrien gu  ten Absatz.  



  Es hat sich gezeigt, dass es nach dem     211i-          destillieren    des Wassers und des Teers nicht  notwendig ist, zur Verbrennung des Kohlen  stoffes weiter Wärme zuzuführen; die Ver  brennungswärme genügt, um die Masse auf  der gewünschten Temperatur zu halten, bis  kein Kohlenstoff mehr vorhanden ist. Die  nach dem Destillieren in der festen Masse  enthaltene Wärme genügt, um beim Hinzu  kommen von Luft die Verbrennung des Koh  lenstoffes einzuleiten. Am zweckmässigsten  wird die Verbrennung in der     Destillations-          kammer    selbst eingeleitet, indem man unten  Luft einbläst. Die Masse kann bis zur voll  ständigen Verbrennung des Kohlenstoffes in    der Kammer verbleiben.

   Es hat sieh aber  herausgestellt, dass die Masse nach Einleitung  der Verbrennung     weiterbrennt,    wenn man sie  aus der     Destillationskammer    herausnimmt  und einer genügenden Luftzufuhr aussetzt,  z. B. in einem Behälter, der am untern Teil  mit Luftöffnungen versehen ist. Es ist nun  sehr vorteilhaft, die Masse nach der Einlei  tung der Verbrennung ausserhalb der     Destil-          la,tionskammer    der weiteren Verbrennung zu  überlassen, da die Reaktionskammer dann  für die Aufarbeitung von weiteren Massen  schneller frei wird.  



  Da die nach dem     Abdestillieren    des Was  sers und des Teers in der     Masse    enthaltene  Wärme, wie schon erwähnt, zum Einleiten  der     Verbrennung    des Kohlenstoffes genügt,  kann der für die Erhitzung der Kammer und  seines Inhaltes benützte elektrische Heiz  strom nach dein Destillieren abgestellt wer  den.  



  Am besten wird die aufzuarbeitende Masse  vor dem Einbringen in die     Destillationskain-          mer    in     stückige    Form gebracht. Dies ge  schieht vorteilhaft durch Brikettieren. Es hat  sich gezeigt, dass das Brikettieren sehr er  leichtert wird, wenn man die Masse vorher  mit Kohle- oder Koksstaub     bezw.        -griess     mischt.

   Setzt man dem Flugstaub aus     Alu-          niiniumöfen        finit    gebrannten Kohleanoden zu  diesem     Zwecke        Kohlestaub    oder     -gri-ess    zu,  destilliert beim Erhitzen auch aus diesem       Staub    Teer ab.  



  Obwohl bei Destillationen das Destillat  im allgemeinen oben aus dem     Destillations-          raum        herausgeleitet    wird, hat es sich im vor  liegenden Fall als vorteilhaft erwiesen, die  Wasser- und Teerdämpfe durch den Boden  der     Destillationskammer    aus dieser     herauszu-          leiten,    was besonders bei Verwendung von  hohen, senkrechten     Destillationskammern          zweckmässig    ist,

   denn der obere Teil bleibt  vor allem für die     Einfüllvorrichtungen    und  bei     Verwendung    von zentral gelagerten     Heiz-          kö        rpern    im Innern der Kammern für diese       Heizkörper        frei;        ausserdem    genügt     eine    ein  zige Öffnung im Boden der Destillations-           kammer    zum Herauslassen des     Destillats    und  zum     nachherigen    Einblasen von Luft.  



  Die Verwendung von im Innern zentral  angeordneten Heizkörpern für die     Beheizung     der     Destillationskammer    bietet mehrere Vor  teile: Die Wärmeausnützung ist die best  mögliche. Die Wandungen der Kammer kön  nen aus feuerfesten Steinen bestehen, was bei  Aussenheizung unvorteilhaft ist, da die feuer  festen     Steine    dem Wärmedurchgang einen  grossen Widerstand entgegensetzen. Zentral  angeordnete Innenheizkörper bieten ferner  den Vorteil, dass sie leicht herausnehmbar  ausgebildet sein können, was zum Beispiel bei       Reparaturen        wünschenwert    ist.

   Die zentral  anzuordnenden Heizkörper bestehen beispiels  weise aus einem Metallrohr, zum Beispiel aus  Eisen,     in    das eine Heizwicklung isoliert ein  gebracht ist. Da das Eisenrohr bei hoher  Temperatur vom Luftsauerstoff rasch ange  griffen wird, werden die Heizkörper zweck  mässig vor dem     Einleiten    von Luft in die       Destillationskammer    herausgenommen.  



  Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus  führungsbeispiel.  



       Abb.    1 zeigt schematisch eine Einrich  tung mit zwei     Destillationskammern    zur Aus  führung des Verfahrens nach der Erfindung,  und zwar links im     Schnitt    und     rechts    in der  Ansicht.     Abb.    2 veranschaulicht einen Behäl  ter zur     Verbrennung    des Kohlenstoffes. Die       Destillationskammer    1 ist leer dargestellt;  ihre Wände 2 sind durch feuerfeste Steine  gebildet. Im Innern der Kammer 1 ist der  elektrische     Heizkörper    3 zentral angeordnet.  Zwecks besserer Wärmeisolation sind die  Wände 2 von einer Isolierschicht 4, die z. B.  aus Schlackenwolle besteht, umgeben.

   Oben  ist die Kammer 1 durch den Deckel 5 luft  dicht     abgeschlossen,;    unten     ist    der Abschluss  durch den Deckel 6     gebildet,    der mit einem       Rohrstutzen    7 versehen ist. Durch das Rohr  8 steht der Rohrstutzen 7, und somit auch  die     Destillationskammer    1, mit dem Kondens  topf 9 in Verbindung. Der Kondenstopf 9  seinerseits ist mit der Entlüftungsleitung 10  verbunden.    Zur Inbetriebnahme des Ofens wird der  Deckel 5 gehoben und die     aufzuarbeitende     Masse in     stückiger    Form von oben in die  Kammer 1 gebracht,     wobei    der     Heizkörper    3  an seiner Stelle bleibt.

   Sodann     wird    der     Dek-          kel    5 luftdicht angebracht, der Heizkörper  an die elektrische     Leitung    angeschlossen und  der     Heizstrom    eingeschaltet. Die eingebrachte  Masse wird erhitzt und die Wasser- und Teer  dämpfe entweichen durch den Rohrstutzen 7  aus der Kammer 1. Die Verdichtung dieser  Dämpfe     findet    im Kondenstopf 9 statt; nicht  verdichtete, gasförmige Bestandteile entwei  chen durch die     Entlüftungsleitung    10.  



  Sobald das     Abdestillieren    des Wassers  und des Teers beendet ist, wird die Verbin  dung     zwischen        Rohrstutzen    7 und Kondens  topf 9 gelöst und eine     Druckluftleitung    am       Rohrstutzen    7 angeschlossen, wie auf der  rechten Hälfte von     Abb.    1 angedeutet ist.  Bevor die Luft durch den Rohrstutzen 7 ein  geblasen wird, wird der Heizkörper 3 heraus  genommen und der Deckel 5     vermittelst    der  Rohrleitung 11 mit der Entlüftungsleitung  10 verbunden.

   Alsdann wird Luft in die etwa       500-600'        warme    Masse     eingeblasen,    wo  durch die Verbrennung des Kohlenstoffes  eingeleitet wird.  



  Da die Wandung 2 der     Destillationskam-          mer    in diesem Ausführungsbeispiel aus feuer  festen Steinen besteht und der Heizkörper 3  vor dem     Einblasen    der Luft entfernt     wird,     wird der Verschleiss der Einrichtung auf ein  Mindestmass" herabgesetzt.  



  Die entstehenden Kohlenoxydgase entwei  chen durch die Entlüftungsleitung 10.  Nachdem die Verbrennung im Gang ist,  wird der Deckel 6 geöffnet und der Inhalt       der'Kammer    1 in den in     Abb.    2 schematisch  dargestellten Behälter 12 abgelassen. Dieser  Behälter 12 besteht beispielsweise     aus        Eisen.     Er ist am untern Teil mit     Öffnungen    13 ver  sehen, durch die     die    Luft zur brennenden  Masse leicht     Zutritt    hat. Der Behälter 12 ist  oben     mit    dem     abnehmbaren    Deckel 14 ge  schlossen.

   Auf diesen wird ein Rohr 15 ge  setzt,     durch    das die Kohlenoxydgase entwei  chen und das noch den     Vorteil    hat,, als -Ka-      min zu wirken, so dass ein Luftzug entsteht,  der die Verbrennung     beschleunigt.     



  Es können selbstverständlich     beliebig     viele     Destillationskammern        nebeneinander    an  geordnet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Aufarbeitung der aus den Abgasen von Aluminiumöfen gexi-onnenen. aus festen und flüssigen Bestandteilen be stehenden 111asse, dadurch gekennzeichnel, dass aus dieser blasse das Wasser und der Teer in einer elektrisch geheizten Kammer abdestilliert werden, worauf der in der illasse verbliebene Kohlenstoff durch Verbrennen entfernt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die nach dem Abdestillieren des Wassers und des Teers in der Masse enthaltene Wärme zum Ein leiten der Verbrennung des Kohlen stoffes benützt wird.

   \?. Verfahren nach Patentansprucb. I und U nteranspruch 1, dadurch gelTennzeicli- net, da.ss die Verbrennung des Kohlen stoffes in derselben Kammer wie die Destillation des Wassers und des Teers vorgenommen wird. . Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der elektrische Heiz strom nach dem Abdestillieren des Was sers und des Teers abgestellt und Luft eingeblasen wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Verbrennung des Kohlen stoffes in derselben Kammer wie die Destillation des Wassers und des Teers eingeleitet und ausserhalb der Kammer zu Ende geführt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Masse nach Heraus nahme aus der Destillationskammer in einen Behälter gebracht wird, der am untern. Teil mit Öffnungen versehen ist, durch die die Luft freien Zutritt hat. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die illasse vor dem Einbringen in die Destillat.ionska,m- mer in stizckige Form gebracht wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass die Masse vor dem Einbringen in die Destillationskammer unter Zu schlag von Kohle brikettiert wird. ss. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass die Masse vor dem Einbringen in die Destillationskammer unter Zu schlag von Koks brikettiert wird. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Wasser und Teerdämpfe durch den Boden der Destillationskammer aus dieser heraus geleitet werden. 1(l. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass nach dem Abdestillieren des Wassers und des Teers am untern Teil der Kammer Luft eingeblasen wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Beheizung der Destillationskammer durch im Innern zentral angeordnete Heizkörper geschieht. 12.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 bis 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörper nach dem Abdestillieren des Wassers und des Teers und vor der Verbrennung des Kohlenstoffes aus der Destillationskam- mer herausgenommen werden. 13. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1, 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkörper nach dem Abdestillieren des Wassers und des Teers und vor Beginn der Verbrennung des Kohlenstoffes aus der Destillations- kammer herausgenommen werden.

   PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass sie aus einer elektrisch heizbaren Kammer besteht, die durch einen senkrechten Schacht gebildet ist, dessen Wandungen aus feuerfesten Steinen sind, und der im Innern mit einem herausnehm baren, zentral angeordneten elektrischen Heizkörper versehen ist. UNTERANSPRUCH: 14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass sie so ausge bildet ist, dass der elektrische Heizkörper nach oben herausgenommen werden kann.