NO178655B - Fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling, av brukte utforinger fra Hall-Heroult elektrolyseceller - Google Patents

Fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling, av brukte utforinger fra Hall-Heroult elektrolyseceller Download PDF

Info

Publication number
NO178655B
NO178655B NO912121A NO912121A NO178655B NO 178655 B NO178655 B NO 178655B NO 912121 A NO912121 A NO 912121A NO 912121 A NO912121 A NO 912121A NO 178655 B NO178655 B NO 178655B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
temperature
mixture
reactor
particles
fluorine
Prior art date
Application number
NO912121A
Other languages
English (en)
Other versions
NO912121L (no
NO912121D0 (no
NO178655C (no
Inventor
Eric Barrillon
Pierre Personnet
Jean-Claude Bontron
Original Assignee
Pechiney Aluminium
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pechiney Aluminium filed Critical Pechiney Aluminium
Publication of NO912121D0 publication Critical patent/NO912121D0/no
Publication of NO912121L publication Critical patent/NO912121L/no
Publication of NO178655B publication Critical patent/NO178655B/no
Publication of NO178655C publication Critical patent/NO178655C/no

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/40Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by heating to effect chemical change, e.g. pyrolysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • B09B3/35Shredding, crushing or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • B09B3/38Stirring or kneading
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/70Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • A62D2101/45Inorganic substances containing nitrogen or phosphorus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • A62D2101/49Inorganic substances containing halogen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S588/00Hazardous or toxic waste destruction or containment
    • Y10S588/90Apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

En termisk s;) okkbehandl ing i en reaktor av et oppmalt brukt utforingsmateriale, fortrinnsvis fra Hall-Heroult elektrolyseceller, bestående både av karbonholdige produkter og silikoaluminøse produkter impregnert med fluorholdige mineralforbindelser, blandet med et pulverformig mineraladditiv i stand til varm-avbinding, med eller uten smelting, med de fluorholdige impregneringsforbindelser for derved å danne nye stabile og uoppløselige forbindelser som CaF2, binære, ternære eller kvaternære forbindelser av NaF, CaF, S10, AIO, CaS0, NaS0, av nephelit, hauynit eller en tilsvarende type.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling,- av brukte utforinger, særlig slike som oppnås fra Hall-Heroult elektrolyseceller, og i nærvær av et pulverformig materiale.
Det skal her henvises til at et aluminium fremstillingsanlegg med en kapasitet på 240 000 tonn pr. år produserer ca. 4000 tonn pr. år brukte belegg, belegg som består av karbonholdige katodeblokker, tetningsmateriale og sideutforinger fremstilt av karbonholdige spill, såvel som ildfaste materialer og isoleringsmidler på sideveggene og bunnen av metallkammeret som utgjør elektrolysecellen. Efter bruk er disse forings-materialer meget impregnert med skadelige materialer som heksafluoraluminat eller natriumfluorider så vel som cyanider, som må gjøres uoppløselige eller ødelegges før de slippes ut eller brukes om igjen.
Prosesser for behandling av gamle eller brukte utforinger ved en våtmetode er allerede beskrevet og omfatter oppmaling fulgt av utluting ved bruk av for eksempel en alkalisk oppløsning, se for eksempel US-PS 4 052 288 eller 4 113 831.
Disse prosesser som involverer bruken av stor-skalautstyr er begrenset til en enkel behandling av de karbonholdige deler av utfor ingene som på forhånd på separeres fra de ikke-karbonholdige deler som dannes av ildfaste materialer og isolasj onsmidler.
Termiske behandlingsprosesser er også kjent, disse benytter generelt et hvirvelsjikt og er enten basert på en pyrohydro-lyse ved over 1000°C av de brukte belegg i henhold til US-PS 4 065 551 eller 4 113 832 og 4 116 809, eller forbrenning i luft eller i en oksyderende atmosfære av de karbonholdige elementer ved en temperatur på ca. 800° C som nemlig er tilstrekkelig for dekomponering av cyanidene uten at dette fører til noen vesentlig avgivelse av flyktige fluorholdige forbindelser i henhold til US-PS 4 053 375 eller det som er beskrevet i en artikkel av L.C.Blayden og S.G.Epstein i "Journal of Metals", juli 1984, side 24.
Alle prosesser og apparaturer som er basert på den termiske prosedyre er begrenset i sine muligheter av arten og sammensetningen av utforingene som skal behandles. På grunn av smeltingen av visse autektiske forbindelser som dannes under forbrenningen har nemlig partiklene i utforingene en høy tendens til agglomerering. Det blir hurtig umulig å unngå deres agglomerering og, som et resultat, å opprettholde et hvirvelsjikt og a fortiori et tett sjikt hvis forbrenningen for eksempel gjennomføres i en rotasjonsovn med lang oppholdstid. Dette agglomereringsfenomen som allerede er betydelig når det gjelder utforingscharger som kun består av karbonholdige produkter, aksentueres sterkt når det gjelder charger som inneholder ildfaste oksyder og spesielt silisium-dioksyd hvis vektinnhold ikke må overskride 3 eller 4 %, slik det fremgår av en artikkel av E.E. Cutshall og L.O. Daley i "Journal of Metals", november 1986, side 37, tabell II.
Varianten som består i å utføre forbrenningen i en sirkulasjonshvirvelsjiktreaktor som beskrevet i "Technical Paper", nr. A 87-14, "The Metallurgical Society of AIME", side 3, 1987, "AIME Annual Meeting", eller US-PS 4 763 585, gjør det lettere å kontrollere agglomereringsproblemet. Således blir i '585 karbonholdige utforinger blandet med en ytterligere bestanddel av finoppmalte ildfaste oksyder, anbragt i en sirkulasjonshvirvelsjiktreaktor. Dette additiv må forbli inert under forbrenningen, det vil si at det hverken må reagere eller smelte i kontakt med det karbonholdige spill ved den generelt valgte temperatur mellom 760 og 1200°C. Som en funksjon av størrelsen av de oppmalte oksydpartikler kan oppholdstiden i reaktoren varierer mellom noen sekunder og en time. Belegget på de karbonholdige foringspartikler med pulverformig ildfast additiv forhindrer at overflatene av partiklene kleber sammen under forbrenningen i luft. Nok en gang blir problemet med agglomerering kun løst i den grad behandlingen skjer på karbonholdige utforinger eller i det minste de som oppnås fra utforinger med meget lavt silisium-dioksyd-innhold, det vil si de som i det vesentlige er basert på aluminiumoksyd og hvis levetid ligger godt under de til moderne, forformede silikoaluminoforinger.
Når man vet at disse brukte utforinger inneholder betydelige mengder fluorholdige derivater (opp til 200 kg fluor/tonn), natriumprodukter (opp til 200 kg natrium/tonn), ikke neglisjerbare mengder cyanider (opp til 10 kg/tonn) og åt disse omgivelsesfarlige elementer finnes både i den karbonholdige del av den indre utforing av elektrolysecellen og i den del av det silikoaluminøse blokkverk som utgjør den termiske isolasjonsutforing i moderne celler, har det vist seg nødvendig å utvikle en industriell prosess som er i stand til å behandle brukte utforinger under økonomiske betingel-ser, uansett silisium-innhold, og som tilbyr total sikkerhet for omgivelsene, det vil si som under behandlingen sikrer en total dekomponering av cyanidene og en så og si total uoppløseliggjøring av fluoridene.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består av kort, heftig oppvarming av de brukte utforinger ved en temperatur som er tilstrekkelig til å tillate dekomponering av cyanidene og fortrinnsvis i nærvær av et reaktivt pulverformig additiv som er i stand til kjemisk avbinding med de fluorholdige produkter som impregnerer utforingene, for å danne stabile og uoppløselige forbindelser som CaF2 , binære, ternære eller kvaternære forbindelser av NaF, CaF£, CaO, SiOg, AI2O3, CaS04, Na2S04, av nephelitt-typen, hauynitt- eller tilsvarende type.
I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at det tildannes en grundig blanding av de oppmalte utforinger, med en partikkelstørrelse mindre enn 5 um, bestående både av karbonholdige produkter og silikoaluminøse produkter impregnert med fluorholdige mineralforbindelser, og av et pulverformig mineraladditiv, fortrinnsvis vannfri CaS04, CaO eller en blanding derav, i stand til varmavbinding, med de fluorholdige mineralforbindelser for å danne nye, stabile og uoppløselige forbindelser, hvorved: blandingen injiseres til en gass-strøm som sirkulerer i den øvre del av en reaktor ved en temperatur T mellom 1100
og 1800°C;
kontakttiden for de faste partikler i blandingen med den sirkulerende gass-strøm reguleres til mellom 0,3 og 3 sekunder på en slik måte at partiklene når en temperatur t på minst 750°C før deres ekstrahering fra bunnen av
reaktoren med gass-strømmen;
temperaturen i gass-strømmen, målt ved bunnen av reaktoren, holdes ved en referanseverdi To slik at T > To > t;
og
gass-strømmen, ved reaktorutløpet og efter avkjøling,
separeres fra de faste partikler og oppnås i form av en uoppløselig rest.
Under forsøk som er gjennomført med henblikk på å utvikle en termisk prosess for nøytralisering av forurensende bestand-deler inneholdt i brukte celleutforinger og spesielt destruering av cyanider (opp til 1 vekt-#) og uoppløselig-gjøring av de fluorholdige forbindelser (opp til 20 vekt-# fluor), hovedsaklig alkalimetall- og jordalkalimetallfluorider som NaF, CaF2 og AIF3, ble det bekreftet at hovedvanskeligheten var forhindringen av dette agglomereringsfenomen som er spesielt sensitivt når de brukte utforinger inneholder natrium eller silisium (generelt som Si02), hvis vektinnhold kan nå 20 henholdsvis 25 <#>.
De vesentlige karakteristika ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er basert på det funn at det er mulig, uten noen agglomerering av brukt utforingscharge som kunne være utsatt for smelting av partiklene, å gjennomføre forurensnings-fjerningsreaksjonene bestående av destruering av cyanidene og uoppløseliggjøring av de -fluorholdige impregneringsforbindelser ved kjemisk rekombinasjon og spesielt med additivet. Dette oppnås ved å danne et termisk eller et varme-sjokk på de faste partikler i blandingen som plutselig bringes i kontakt i løpet av et meget kort tidsrom på ca. 0,3 til 3 sekunder, med en gass-strøm ved en temperatur T, fortrinnsvis fiksert mellom 1200 og 1700°C. Varmgass-strømmen er produktet av forbrenningen av en brenselsgass som metan, butan eller naturgass, i nærvær av luft, oksygen eller en blanding derav. Det således dannede termiske sjokk tillater dekomponering av cyanidene og den kvasiøyeblikkelige rekombinering av de fluorholdige impregneringsmidler mens temperaturen i de faste partikler forblir under den til gass-strømmen og generelt forblir mellom 800 og 1200°C. Mykningen av de faste partikler ved partiell smelting, forbundet med dannelse av smeltbare eutectiske forbindelser, er ikke skadelig forutsatt at enhver forlenget kontakt eller klebing mellom partiklene forhindres ved å sikre tilstrekkelig omrøring eller agitering i reaksjonskammeret. Dette oppnås ved å regulere hastigheten for gass-strømmen til en tilstrekkelig verdi og til minst 1 m/sek. ved den angjeldende behandlingstemperatur.
I tillegg til temperaturen T og gass-strømningshastigheten som kondisjoneres ved å regulere brennstoff- og forbrennings-understøttende gass-strømningshastigheter, er det også mulig å fiksere den midlere oppholdstid for partiklene i reaksjonskammeret. Det antatte området på 0,3 til 3 sekunder er det beste kompromiss for en effektiv behandling av utforinger med sterkt differerende sammensetninger innenfor de akseptable maksimale innholdsgrenser (Na < 20 # og Si < 25 % >), noe som krever en oppvarming av partiklene i blandingen til minst 750°C og fortrinnsvis til mellom 800 og 1200°C, for å sikre tilstrekkelig kinetikk av rekombineringsreaksjonene uten å forårsake noen markert smelting av partiklene med risikoen for agglomerering. Oppholdstiden for partiklene er ikke bare en funksjon av hastigheten for sirkulasjonsgass-strømmen men også mere teknologisk paranfetre som dimensjonene for det generelt koniske eller sylindrokoniske reaksjonskammer så vel som bevegelsesveien for den sirkulerende gass-strøm forbundet med den valgte innsprøytningsmetode, for eksempel de gitte karakteristika for injektoren.
Tilpasningen av egenskapene for blandingen og spesielt sammensetningen og kornstørrelsen er også vesentlig for gjennomføring av prosessen. Således blir de brukte utforinger oppmalt for å oppnå partikler med en egnet størrelse under 5 mm og fortrinnsvis under enn 2 mm. I tillegg benytter man fortrinnsvis kaolin, vannfri CaSC>4, CaO eller en blanding derav som pulverformig mineraladditiv som iblandes de oppmalte utforinger i en vektandel på 0 til 50 % av den ferdige blanding og i stand til kjemisk avbinding med impregneringsproduktene, spesielt med fluorider for å danne stabile og uoppløselige forbindelser, og som utgjør en lett tilgjengelig og rimelig reaktant-materialmengde. For å øke reaktiveten i det pulverformige additiv med kornstørrelse mellom 0 og 1 mm er det hensiktsmessig grundig å blande den med oppmalt utforing, og en fordelaktig variant med henblikk på fremstilling av blandingen kan bestå av innføring av additivet i den grovoppmalte utforing og å fullføre opp-malingen av blandingen inn til den ønskede kornstørrelse er oppnådd for utforingspartiklene.
Alle disse parametre er undersøkt og fastlagt ved forsøk og det har under gjennomføring av oppfinnelsen vist seg nødvendig å kunne være i stand til kontinuerlig og nøyaktig å undersøke varmebehandlingen av store mengder av brukt utforing for å sikre en meget pålitelig og driftsmessig fleksibel prosess i industriell målestokk. Ved hjelp av et faststoff/gass-strøm veksel-system mellom reaktorinnløpet og
-utløpet er det mulig å stabilisere reaktordriftsbetingelsene ved å holde en ønsket verdi TO for temperaturen i gass-strømmen, målt før utslippet fra reaktorkammeret i den nedre
del av reaktoren. For dette formål er det tilstrekkelig å modifisere, som en funksjon av temperaturvariasjonene sammenlignet med den ønskede temperatur TO, enten vektstrøm-ningsmengden for den pulverformige blanding som sprøytes inn i reaktoren, eller temperaturen i gass-strømmen i den øvre del av reaktoren ved å regulere brensel-gass-strømnings-hastigheten. Disse prosedyrer for kontinuerlig sjekking og regulering av varmebehandlingen av den brukte utforing er kun effektiv hvis utstyret som benyttes og spesielt reaktoren med sin injektor, er egnet tilpasset, slik tilfellet er med den apparatur som er fremstilling av VICARB og som benyttes for å gjennomføre den foretrukne versjon av foreliggende fremgangsmåte .
Til slutt blir gass-strømmen som er beladet med faste partikler trukket av fra bunnen av reaktoren eller, efter avkjøling av gass-strømmen, separert fra de faste partikler som utgjør en uoppløselig rest, mens den støvbefridde gass-strøm slippes ut til atmosfæren efter oppsamling av de små mengder fluorholdige gasser inneholdt deri.
Effektiviteten ved uoppløseliggjøringsbehandlingen undersøkes ved å ta prøver fra resten å utlute disse i henhold til fransk standard X31-210. CN- og F-doseringene skjer på utlutede væsker, de oppløseliggjorte fluor- og cyanidinnhold relatert til vekten av resten må forbli under 0,01 henholdsvis 0,05 til 0,3 ia, som en funksjon av de gjeldende nasjonale standarder.
Fremgangsmåten vil forstås bedre under henvisning til denne ledsagende beskrivelse på basis av flytskjemaet i figur 1.
Denne pulverformige blanding inneholdende minst 50 vekt-# oppmalt utforing (1) med en kornstørrelse 0 til 1 mm og hvortil det er satt vannfri CaSC>4 (2) eller kaolin eller CaO eller en blanding derav, ekstraheres fra bunnen av en lagringsbinge ved hjelp av en transportskruedoserings-innretning med variabel omdreiningshastighet. Denne skrue-doseringsinnretningen er forbundet (3) med den øvre del av en sylindrisk reaktor av VICARB-typen utstyrt med en gass-injektor og i overenstemmelse med den som er beskrevet i EP 0 171 316, og som tjener som en generator for gass-strømmen ved en temperatur T som fortrinnsvis er mellom 1200 og 1700°C ved å regulere forbrenningen av blandingen av brenngassen 4 og lutften 5. I tillegg må den pulverformige blanding hvis strømningshastighet i det foreliggende tilfelle kan varieres ved hjelp av den regulerbare skrudoseringsinnretning til mellom 50 og 300 kg/time, danne en suspensjon med gass-strømmer hvis konsentrasjon er mellom 0,1 og 1,5 kg/Nm<3> og fortrinnsvis mellom 0,15 og 1 kg/Nm5 .
Den doserte pulverformige blanding 3 sprøytes inn i sentrum av en hvirvel dannet av varmgass-strømmen 6 som kommer tangensialt inn på toppen av det sylindriske reaksjonskammer og som gis en hvirvelbevegelse. For å oppnå en god dispersjon av blandingspartiklene i gass-strømmen og en god omrørings-virkning blir hastigheten for strømmen regulert til 6 m/sek. og, tatt i betraktning dimensjonene for reaktorkammeret (diameter 0,25 m og høyde 3 m), er den tilsvarende oppholdstid 0,5 sek. Som en funksjon av den valgte temperatur T ved reaktorinnløpet og som generelt er mellom 1200 og 1700°C og for en midlere oppholdstid på ca. 0,5 sek. for de faste partikler, hvis vektstrømningshastighet kan variere mellom 50 og 300 kg/t, oppnås det en temperatur på minst 750°C og generelt mellom 800 og 1200°C for de faste partikler før deres utslipp fra reaktor og avkjøling. Den parallelle sjekking av gass-strømtemperaturen TO som måles i den samme sone viser at TO varierer på samme måte som T mellom 800 og 1200°C som en funksjon av de termiske driftsbetingelser som velges og i henhold til ligningen T > TO > t. Når verdien TO for eksempel er fiksert til 850°C blir variasjonene i temperaturen AT sammenlignet med denne referanseverdi, korrigert ved tilpasning av strømningshastigheten for det pulverformige materialet som sprøytes inn ved hjelp av mateskruen til en variabel rotasjonshastighet avhengig av en innretning for måling og notering av temperaturvariasjoner større enn +5°C sammenlignet med referansetemperaturen TO = 850°C.
For å begrense risikoen for at partikler skal klebes til den indre vegg av det sylindriske reaktorkammer, hvis temperatur lokalt kan overskride 1200°C, er det fordelaktig å avkjøle disse vegger, for eksempel ved luftblåsing av den ytre vegg.
Ved utløp fra reaktoren blir gass-strømmen (7) separert fra de faste partikler som så avkjøles og fanges og faller ned i en vannretensjonstank (8) som er anbragt under reaktoren i forlengelse av reaksjonskammeret. En første fast rest oppnås efter ekstrahering fra denne tank. Gass-strømmen 100 kanaliseres mot en vannfordampningsavkjølingsinnretning (11) der den avkjøles (12) til ca. 70 til 80°C før den trer inn i et vanndryppefilter 17 for å få støvet 13 fjernet og dette utgjør en andre fast rest, før utslipp til atmosfæren 15.
De to faste rester fra den dobbelte gass/faststoffseparering i forbindelse med en dobbelt-avkjøling, blandes og den siste rest underkastes en deforurensningskontroll, nemlig en undersøkelse på CN- og F-innholdet på basis av restprøver som tas og utlutes i henhold til den ovenfor nevnte franske standard X31-210.
Oppfinnelsen skal illustreres ved de følgende eksempler.
Eksemplene angår 4 sammensetninger av homogene 100 kg's blandinger med en kornstørrelse på 0 til 1 mm oppnådd ved bruk av oppmaling av utforinger med følgende vektinnhold: Na % = 14,0 F % = 9,14
Si % = 11,0 CN % = 0,08
Disse utforinger ble suksessivt blandet med de følgende additiver:
Hoveddriftsbetingelsene og resultatene for forurensnings-fjerningsprøvene er gitt i de følgende tabeller.
Varmebehandling
Blandingsstrømnings- kg/t 136,4 214,3 107,1 54,5 hastighet
Gass-strømmer Temperatur °C
Forurensningsgf. jerning for resten
Det er en utmerket fjerningsgrad for forurensninger i resten med blandingene som benytter spesielt vannfri CaS04 og CaO under additiver under industrielle varmebehandlings-betingelser.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling, av brukte utforinger, særlig slike som oppnås fra Eall-Heroult elektrolyseceller, og i nærvær av et pulverformig additiv, karakterisert ved at det tildannes en grundig blanding av de oppmalte utforinger, med en partikkel-størrelse mindre enn 5 um, bestående både av karbonholdige produkter og silikoaluminøse produkter impregnert med fluorholdige mineralforbindelser, og av et pulverformig mineraladditiv, fortrinnsvis vannfri CaSC>4, CaO eller en blanding derav, i stand til varmavbinding, med de fluorholdige mineralforbindelser for å danne nye, stabile og uoppløselige forbindelser, hvorved: blandingen injiseres til en gass-strøm som sirkulerer i den øvre del av en reaktor ved en temperatur T mellom 1100 og 1800°C; kontakttiden for de faste partikler i blandingen med den sirkulerende gass-strøm reguleres til mellom 0,3 og 3 sekunder på en slik måte at partiklene når en temperatur t på minst 750°C før deres ekstrahering fra bunnen av reaktoren med gass-strømmen; temperaturen i gass-strømmen, målt ved bunnen av reak toren, holdes ved en referanseverdi To slik at T > To t; og gass-strømmen, ved reaktorutløpet og efter avkjøling, separeres fra de faste partikler og oppnås i form av en uoppløselig rest.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de fluorholdige impregneringsforbindelser hovedsaklig er alkalimetall- og jordalkalimetallfluorider som NaF, CaF2 og A1F3.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at, i den behandlede utforing, er det maksimale vektinnhold av fluor, cyanid, silisium henholdsvis natrium 20, 1, 25 %.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at størrelsen av de brukte utforingspartikler efter oppmaling innstilles til mindre enn 2 mm.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at størrelsen av additivpartiklene er lik eller under 1 mm.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 5, karakterisert ved at additiv-vektandelen i blandingen ligger mellom 0 og 50 %.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at temperaturen T for gass-strømmen som dannes av brennstoff-gassen som sirkulerer i den øvre del av reaktoren er fiksert til mellom 1200 og 1700'C.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 7, karakterisert ved at gass-strømmen ved temperaturen T sirkulerer ved en hastighet på minst 1 m/sek.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at temperaturen T i partiklene ved bunnen av reaktoren og før avtrekking er mellom 800 og 1200°C.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pulverformige blanding som injiseres i reaksjonen sammen med den sirkulerende gass-strøm danner en suspensjon hvis konsentrasjon er mellom 0,1 og 1,5 kg/Nm<5> og fortrinnsvis mellom 0,15 og 1 kg/Nm3 .
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at referansetemperaturen To er mellom 800 og 1200°C.
12. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 eller 11, karakterisert ved at referansetemperaturen To opprettholdes ved å justere vektstrømningshastigheten av den pulverformige blanding som injiseres i gass-strømmen ved temperaturen T.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at pulverblandingsvektstrømningen justeres ved å variere hastigheten for mateskruen avhengig av innretningen for kontroll av temperaturvariasjonene A T for gass-strømmen, ved bunnen av reaktoren og relativt til To.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 11, karakterisert ved at referansetemperaturen To holdes ved å justere strømningshastigheten for brennstoffgassen som kondisjonerer gass-strømtemperaturen til konstant vekt-strømningshastighet for den pulverformige blanding.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den pulverformige blanding injiseres til sentrum av en hvirvel som dannes ved å sirkulere varmgass-strømmen som trer inn tangensialt ved toppen av reaktoren og som gis en hvirvelbevegelse.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den uoppløselige rest fra varmebehandlingen av blandingen oppnås efter en dobbelt gass/faststoff-separering forbundet med en dobbelt avkjøling.
NO912121A 1990-07-04 1991-06-03 Fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling, av brukte utforinger fra Hall-Heroult elektrolyseceller NO178655C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9009174A FR2664297B1 (fr) 1990-07-04 1990-07-04 Procede de traitement par choc thermique de brasquages uses provenant de cuves d'electrolyse hall-heroult.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO912121D0 NO912121D0 (no) 1991-06-03
NO912121L NO912121L (no) 1992-01-06
NO178655B true NO178655B (no) 1996-01-29
NO178655C NO178655C (no) 1996-05-08

Family

ID=9398860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO912121A NO178655C (no) 1990-07-04 1991-06-03 Fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling, av brukte utforinger fra Hall-Heroult elektrolyseceller

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5245115A (no)
EP (1) EP0465388B1 (no)
AU (1) AU639799B2 (no)
CA (1) CA2044965C (no)
DE (1) DE69107709T2 (no)
ES (1) ES2069253T3 (no)
FR (1) FR2664297B1 (no)
GR (1) GR3015750T3 (no)
IS (1) IS1676B (no)
NO (1) NO178655C (no)
NZ (1) NZ238775A (no)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365012A (en) * 1990-07-04 1994-11-15 Aluminium Pechiney Process for the heat treatment of spent pot linings derived from Hall-Heroult electrolytic cells
US5164174A (en) * 1991-10-11 1992-11-17 Reynolds Metals Company Detoxification of aluminum spent potliner by thermal treatment, lime slurry quench and post-kiln treatment
NO176648C (no) * 1991-11-07 1995-05-10 Elkem Technology Fremgangsmåte for behandling av brukte katodebunner
FR2693928B1 (fr) * 1992-07-24 1994-09-02 Pechiney Aluminium Procédé de traitement thermique de brasquages usés provenant de cuves d'électrolyse Hall-Héroult.
DE69427692T2 (de) * 1993-04-06 2002-05-02 Ausmelt Ltd Schmelzen von kohlenstoffhaltigem material
US5476990A (en) * 1993-06-29 1995-12-19 Aluminum Company Of America Waste management facility
US5558690A (en) * 1994-12-23 1996-09-24 Vortec Corporation Manufacture of ceramic tiles from spent aluminum potlining
EP0892765A4 (en) * 1996-04-09 2000-03-15 Vortec Corp PRODUCTION OF CERAMIC TILES FROM FLYING BAGS
FR2756198B1 (fr) * 1996-11-26 1998-12-18 Pechiney Aluminium Procede d'insolubilisation et de consolidation de brasques usees provenant des cuves d'electrolyse hall-heroult
US6439138B1 (en) 1998-05-29 2002-08-27 Hamon Research-Cottrell, Inc. Char for contaminant removal in resource recovery unit
BR0004425C1 (pt) * 2000-08-04 2001-08-21 Servibras Servicos Especiais I Processo de refino de rejeitos gastos de cuba eletrolìticas de extração de alumìnio metálico
RU2199488C2 (ru) * 2000-11-30 2003-02-27 Открытое акционерное общество "ВОЛГОГРАДСКИЙ АЛЮМИНИЙ" Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров
US20070231237A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Council Of Scientific And Industrial Research Process for the preparation of silicon carbide from spent pot liners generated from aluminum smelter plants
RU2402621C1 (ru) * 2009-09-03 2010-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") Способ переработки фторсодержащих материалов, используемых в электролитическом производстве алюминия
US20110081284A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Mark Weaver Treatment of bauxite residue and spent pot lining
CN105214275A (zh) * 2015-10-15 2016-01-06 郑州经纬科技实业有限公司 电解铝废槽衬中氰化物和氟化物的处理方法
RU2624570C1 (ru) * 2016-08-23 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") Способ переработки натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
RU2630117C1 (ru) * 2016-12-16 2017-09-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ переработки отработанной углеродной футеровки алюминиевого электролизера
CN109332350A (zh) * 2018-09-10 2019-02-15 新疆生产建设兵团第八师天山铝业股份有限公司 铝电解大修渣无害化处理方法
CN109013669B (zh) * 2018-09-28 2021-07-06 长春黄金研究院有限公司 一种氰化尾矿库尾矿渣处理方法
CN112692042B (zh) * 2020-12-08 2022-05-24 广西博世科环保科技股份有限公司 一种铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065551A (en) * 1968-02-01 1977-12-27 Elkem-Spigerverket A/S Method of recovering fluorine from carbonaceous waste material
US4158701A (en) * 1978-11-06 1979-06-19 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Pyrohydrolysis system for processing fluorine-containing spent and waste materials
GB2059403A (en) * 1979-08-29 1981-04-23 Alcan Res & Dev Treatment of fluoride- containing waste
US4444740A (en) * 1983-02-14 1984-04-24 Atlantic Richfield Company Method for the recovery of fluorides from spent aluminum potlining and the production of an environmentally safe waste residue
US4735784A (en) * 1986-07-11 1988-04-05 Morrison-Knudsen Company, Inc. Method of treating fluoride contaminated wastes
FR2615764B1 (fr) * 1987-06-01 1989-08-18 Pechiney Aluminium Procede de traitement, par silicopyrohydrolyse, de brasquages uses provenant de cuves d'electrolyse hall-heroult
US4763585A (en) * 1987-09-08 1988-08-16 Ogden Environmental Services Method for the combustion of spent potlinings from the manufacture of aluminum
US5024822A (en) * 1988-03-29 1991-06-18 Aluminum Company Of America Stabilization of fluorides of spent potlining by chemical dispersion
US4993323A (en) * 1988-09-08 1991-02-19 Tabery Ronald S Fluidized bed combustion of aluminum smelting waste
SE467224B (sv) * 1989-01-25 1992-06-15 Skf Plasma Tech Foerfarande och anordning foer att oeverfoera urlakningsbara substanser i avfallsmaterial till gas eller till lakningsstabila foereningar
US4973464A (en) * 1989-02-21 1990-11-27 Ogden Environmental Services Method for the removal of cyanides from spent potlinings from aluminum manufacture
AU7539491A (en) * 1990-04-24 1991-11-07 Alcan Australia Limited Process for treating spent potliner material from an aluminium smelter process and products therefrom
US5164174A (en) * 1991-10-11 1992-11-17 Reynolds Metals Company Detoxification of aluminum spent potliner by thermal treatment, lime slurry quench and post-kiln treatment

Also Published As

Publication number Publication date
NO912121L (no) 1992-01-06
ES2069253T3 (es) 1995-05-01
NO912121D0 (no) 1991-06-03
FR2664297B1 (fr) 1992-09-11
EP0465388B1 (fr) 1995-03-01
IS3727A7 (is) 1992-01-05
EP0465388A1 (fr) 1992-01-08
NO178655C (no) 1996-05-08
AU639799B2 (en) 1993-08-05
DE69107709T2 (de) 1995-08-17
US5245115A (en) 1993-09-14
GR3015750T3 (en) 1995-07-31
IS1676B (is) 1997-12-31
CA2044965A1 (fr) 1992-01-05
AU7933291A (en) 1992-01-09
DE69107709D1 (de) 1995-04-06
NZ238775A (en) 1993-09-27
CA2044965C (fr) 1999-08-17
FR2664297A1 (fr) 1992-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO178655B (no) Fremgangsmåte for varmebehandling, efter oppmaling, av brukte utforinger fra Hall-Heroult elektrolyseceller
EP0184405B1 (en) Processes and apparatus for the smelting reduction of ores
NO168057B (no) Finkornet middel for avsvovling av smeltet jern samt fremgangsmaate for fremstilling derav.
AU663390B2 (en) Process for the heat treatment of used brasque linings from Hall-Heroult electrolysis tanks
JPH0125809B2 (no)
GB2032461A (en) Process for the manufacture of desulphurizing agents
EP0065854B1 (en) Removal of alkali metals and alkaline earth metals from molten aluminium
US3884679A (en) Method of preparing a stable mixture of calcium with a compound yielding water at elevated temperature
US5785737A (en) Method for recycling iron bearing sludges in a steelmaking operation
US4959101A (en) Process for degassing aluminum melts with sulfur hexafluoride
NO783643L (no) Fremgangsmaate til behandling av avfall
US4552588A (en) Magnesium reduction of uranium fluoride in molten salts
US4340422A (en) Powdery desulfurizer composition
US5365012A (en) Process for the heat treatment of spent pot linings derived from Hall-Heroult electrolytic cells
US4393143A (en) Amorphous refractory settable at low temperatures
GB2039536A (en) Desulphurising molten metals
WO2011156881A1 (pt) Escória sintética sinterizada para o controle do teor de enxofre de aços e ligas metálicas
FR2641993A1 (en) Process and device for causing leachable substances present in a waste material to move into a gas or into compounds which are stable to leaching
US2857252A (en) Process of reacting sodium silicofluoride with aluminum
Wright et al. Development of a Suitable Slag Practice for Valorization of Fluorine-Containing Slags
RU2087544C1 (ru) Способ десульфурации чугуна и шихта для получения шлакового десульфуратора
NO325224B1 (no) Fremgangsmate for uopploseliggjoring og konsolidering i pelletform av brukte fôringer fra elektrolyseceller, samt anvendelse av pelletene
EP0398674A2 (en) Desulphurisation agent
CA1241201A (en) Magnesium reduction of uranium fluoride in molten salts
EP0370006A1 (en) Process for degassing aluminum melts, and gas for use therein

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN DECEMBER 2000