148383. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluór kinyerésére alumíniumgyártó kemencék gázaiból

Megjelent: 1961. június 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.383. SZÁM 12. i. 2—10. OSZTÁLY — EE—726. ALAPSZÁM Eljárás fluor kinyerésére alumíniumgyártó kemencék gázaiból Elektrokemisk A/S cég, Oslo Feltalálók: Erga Olav vegyészmérnök, Mosjöen és Terjesen Sven Gregert a kémiai technológia tanára a trondheimi műszaki egyetemen, Trondheim A bejelentés napja: 1959. december 29. Az alumínium olvadékelektrolízis útján történő gyártására szolgáló elektromos kemencék hulladékgázai CO2 és CO mellett hidrogénfluoridot és kénoxidokat is tartalmaznak. Ezek a fluortartalmú gázok nagymértékben korrozívak és súlyos károkat okozhatnak az alumíniumgyártó üzem környezetében levő növényzetben, ezért sok helyen a hatóságok rendeletére e gázokat a légkörbe való kibocsátás előtt tisztítani kell. Az ilyen hulladékgázok azonban nagy fluortartalmuk folytán igen értékesek és ezért gazdasági szempontból igen fontos e fluortartalom kimosásának és az elektrolitois kemencébe vissz^avihető kriolittá törtéöő továbbfeldolgozásának a lehetővé tétele. Az ilyen gázok mosása oly módon történik, hogy a gázok fluortartalmát híg szódaoldattal nyeletjük el, amikor is nátriumfluorid képződik, amelyet azután pl. nátriumalumináttal történő lecsapás útján alakíthatunk át kriolittá. Az ilyen mosási művelet során azonban a szódaoldat elnyeli a kemence-gázok kénoxid-tartalmát is. Ez a szódafogyasztás nagymérvű megnövekedésével és ennek következtében vegyszerveszteséggel jár, emellett a képződött nátriumszulfát egy része a lecsapott kriolittal együtt szintén leválik és így olymértékben szennyezi ezt a terméket, hogy annak az elektrolitos kemencébe való visszavezetését lehetetlenné teszi. A kénoxidok abszorbciójának megelőzése és ily módon a fluor szelektív abszorbciójának biztosítása céljából javasolták már savas mosófolyadékok alkalmazását is, mint pl. a 89 255 sz. norvég szabadalmi leírásban ismertetett eljárás során. E szabadalmi leírás értelmében olyan mosóoldatot alkalmaznak, amelynek pH-értékét 7 alatt, előnyösen 5 alatt tartják azáltal, hogy az alkáli, pl. a szóda hozzáadása csak olyan mennyiségekben történik, hogy savanyú fluoridok képződjenek. Ezáltal a hidrogénfluorid szelektív abszorpciója érhető el, míg a kénoxidok a gázokban maradnak. A mosóvíz pH-értékének folytonos szabályozása azonban nagy nehézségeket okoz, és minthogy az eljárás éppen azon alapul, hogy az alkáli hozzáadása csak olyan mennyiségekben történik, hogy a pH-érték bizonyos megadott határok között maradjon, a módszer gyakorlati kivitele számottevő hátrányokkal jár. Mindkét fentebb ismertetett eljárásban szükség" van a mosóoldat visszakeringtetésére, gazdaságos továbbfeldolgozást lehetővé tevő fluorok omcentráció elérése érdekében. Ennek az az oka, hogy az alumíniumgyártó kemencék hulladékgázainak mosására eddig alkalmazott abszorbeáló-berendezések esetében a gázfázis és a folyadékfázis kielégítő mértékű érintkezésének biztosítása érdekében szükség van arra, hogy. a mosófolyadékot a gáz áramlási sebességéhez viszonyítva nagy sebességgel áramoltassuk a készüléken keresztül. Az eljárás során rendszerint igyekszünk 30—35 g/liter náriumiluorid-tartalmat elérni, ami 13,6—15,8 g literenkénti fluortartalomnak felel meg. Ahhoz, hogy a kriolit-visszanyerő berendezés iparilag kielégítő feltételek mellett működhessen, a mosófolyadék fluortartalma nem lehet kevesebb, mint 5 g F literenként. A jelen találmány értelmében a fluortartalmú gázok mosása közönséges friss vízzel történik, oly módon, hogy a mosófolyadék visszakeringtetése nélkül érjük el a fluor kielégítően nagy koncentrációját a mosóvízben. Ezzel az eljárással az 50 g/liter fluortartalmat is meghaladó fluorkoncentráció érhető el, ami messze meghaladja az eddig ismert eljárásokkal elért 15 g F literenkénti fluorkoncentrációt. A találmány szerinti eljárással elért eredmény a ikemence^gázokban jelenlevő hidrogénfluorid 97-—99%-os abszorpciójának felel meg, míg a kéndioxid abszorpciója az 1%-ot sem éri el. Ezt a nagy fluorkoncenitrációt azáltal érjük el, hogy a gázt buborékok alakjában oszlatjuk el a mosófolyadékból és ugyanakkor a gáz- és a folyadékáram közötti mennyiségi arányt a lehető legnagyobb értéken tartjuk, ami azt jelenti, hogy a gázáramnál jelentősen kisebb mennyiségű folyadékárammal ' dolgozunk. Az elvégzett számítások azt mutatják, hogy egy kb. száz 100 000 amperes kemencéből álló kemence-sorozat esetében, ahol a kemencék összesen óránként kb. 48 000 Nm3