Способ переработки фторсодержащих отходов алюминиевого производства Советский патент 1980 года по МПК C01F7/54 C01D5/00 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ АЛЮМИНИЕВОЮ ПРОИЗВОДСТВА Изобретение относится к области производства алюминия и может быть использовано для получения криолита и суль фата натрия из оборотных растворов газоочистки электролизных цехов алюминиевых .заводов. Известен способ переработки фторсодержаших отходов алюминиевого производства, включающий обработку газов раствором соды с последующим осаждением крио лита из полученного расТвора . Недостатком известного способа является отсутствие эффективного решения проблемы выведения SO из процесса. Известен способ переработки фторсодержащих отходов алюминиевого производства, включакщий обработку газов раствором соды и твердых отходов щелочным раствором, осаждение криолита из полученных растворов, отделение осадка с последующим разделением маточного раствора на три части, одну из которых направляют на обработку отходящих газов, другую каустифицируют известью До содер- жания в растворе 18-2 О г/л с по- следующей обработкой полученным раствором твердых отходов, а третью направляют на выделение сульфата натрия. Выделение сульфата натрия осуществляют путем охлаждения раствора до минус 1 -минус2 и кристаллизации глауберовой соли. Полученную глауберовую соль обезвоживают, высушивают и получают товарный продукт 2} Недсхзтатком известного способа является невысокое содержание фтора в криолите (42,1%) и невысокая степень извлечения сульфата натрия (6О-65%). Цель изобретения - повышение содержания фтора в криолите и повышение степени извлечения сульфата натрия. Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки фторсодержаших отходов алюминиевого производства, включающем обработку газов раствором соды и твердых отходов щелочным раствором, осаждение криолита из полученных pacTBopoBj отделение осадка с последующим разделением маточного раствора на 378 ЧИСТИ, одну из которых направпяют на обработку отходящих газов а другую каустифицируют известью, с последующей обработкой полученным раствором твердых отходо, из полученного раствора кристаллизуют глауберову соль при температуре минус 5 - минус и отделяют её. Пример 1(по известному способу) . После осаждения и отделения криолита получают 15 м маточного раствора следующего состава,г/л:.NaF 3,2; 29,8; NaHCOj 5,3; N 64,5. Маточник разделяют на три части, а) 5 м направляют на приготовление растворов для орошения аппаратов мокрой газоочистки. Получают 30 мЗ раствора с добавлением воды и соды до концентрации N - 31 г/л. Этот раствор направляют на поглошение фтористого водорода и сернистого газа, отходящих от электролиз ных ванн. После отстаивания получают Юм осветленного раствора газоочистки с содержанием, г/п: ЦаГ 12,5; 5,9; NaHCOj 2О,1; Ha,SQi 67,3. Этот раствор используют для получения криолит б) 5 м маточного раствора используют для приготовления раствора для выщелачивания твердых отходов. Проводят каус тификацию этого раствора известью в ре- акторе при 8О С. Добавляют 13О кг извести с активностью 71%. Получают раствор следующего состава, г/л: N 19,5 NaF 3,2; 7,3; Na, 64,3 Этот раствор направляют на вьщелачивание твердых отходов, которое проводят в реакторе при в течение 1 ч. Для выщелачивания берут 450 кг твердых от. ходов. После вьпцелачивания пульпу перемешиваЕот в течение 10 ч для обескремнивания. Полученный pactBOp имеет состав г/п: NaF 22,3; Na,2.SQ4 65,3; А 65.05 6,2; Naj,0 1О,7; NsgCOj 7,0; Si Oji 0,06. Этот раствор смешивают с 10 раствора газоочистки приведенного выше состава. Для получения криолита в него добавляют 15 литров раствора алюмината натрия с содержанием 1 26О,2 г/л и ABg Oj 29О,4 г/л и 550 л раствора бикарбоната натрия с содержанием МаНСО 99,3 г/л. Процесс осущес вляют в реакторе яри перемешивании при . Время реакции 30 мин. Полученный криолит отделяют фильтрацией и сушат. Количество криолита 146 кг Химический состав, %: F 42,1; ЛЕ 11,9 На 30,5; Од 11,8; Si02 0,8; FegOj 0,2. 24 в) 5 м маточного раствора игпользуют дпя извлечения сульфата натрия в виде глауберовой соли при охлаждении. Раствор последовательно охлаждают в кристаллизаторах до , Время кристаллизации ч. Остаточное содержание в растворе 25,4 г/л (исходное 64,5 г/п). Выпавший осадок отделяют фильтрацией, сушат и получают 195 кг безводного сульфата натрия с содержаним основного вещества 98,7%. Состав фильтрата .после отделения осадка, г/л: NaF 3,4; 30,4; N aHCOj 5,5; 25,4. Степень извлечения сульфата натрия 64,5-25,4 10О 60,6% 6475 Фильтрат также используют для орошения аппаратов мокрой газоочистки. Пример 2. После осаждения и отделения криолита получают 15 м маточного раствора, такого же, как и в предыдущем примере, состава, а именно, г/л: К аР 3,2; N 29,8; ЫаНСОэ 5,3; 64,5. Маточник делят на две части. а)10 м направляют на приготовление растворов для орошения аппаратов мокрой газоочистки. Раствор готовят и используют как ив предыд тцем примере. После газопоглощения и осветления получают 10 м раствора с с.одержанием, г/л: t4aF 12,5; 5,9; NaHCOj 2О,1; Н а,. SO 67,3. б)5 м маточного раствора используют для извлечения сульфата натрия и выщеличиваийя твердых отходов. Предварительно проводят каустификацию раствора. Каустификацию осуществляют как и в примере 1. Получают раствор следующего состава, г/л: На,О 19,5; NaF 3,2; VJa2,C03 7,3; NajjSO 64,3. Далее этот раствор направляют на извлечение сульфата натрия в виде глаубе.ровой соли N ajjSO -lOHj O. PacTBbp охлаждают в кристаллизаторах до-7°С. Время кристаллизации 2 ч. Остаточная концентрааия Nci в растворе 16,7 г/л (исходная 64,3 г/л).Выпавший осадок глауберовой соли отделяют фильтрацией, сушат и получают 239 кг безводного сульфата натрия с содержанием 98,8%. Состав фильтрата, г/л: 19,8; NaF 3,2; Kl a,jCOj 7,5; . 16,7 г/л. Степень извлечения сульфата натрия 64,3-16,7 -:L. 100 - 740/0 Полученный раствор (фильтрат) испольэуют для вьпцелачивания твердых отходов. Для этого берут 450 кг твердых отходов. Процесс выщеличивания и обескремнивания осуществляют как в примере 1. Полученный раствор имеет состав, г/л:МаР 22,4; 1Ча,Ь04 16.9; 6,1; ЫавО 10,5; 7,1; SiO, 0.06. 5 м Ь этого раствора смешивакл с 10 м осветленного раствора газоочистки, полученного при газопоглощении, В него добавляют 17 литров раствора алюмината натрия ( 26О,2 г/л,АеаОз 78 92 540 литров раствора бикарбоната натрия (1ЧаНСО 99,3 г/л). Процесс криолитообразования проводят так же, как и в примере 1. Получают 146 кг криолита следующего состава, %: F 44,6; АБ 12,8; Na 29,9; SO.8,8; Si Ou 0.8; FejOj O,2; ППП 2,9. Криолит, полученный предлагаемым слособом, менее загрязнен сульфатом натрия, так как осаждается из раствора, в котором значительная часть сульфата натрия выведена. Содержание фтора в криолите увеличивается на 2-3%, т.е. качество его улучшается. В таблице представлена зависимость степени извлечения М an Spi из раствора от температуры кристаллизации глауберовой соли.

Как видно из полученных езультатов, наибольший эффект увеличения выхода сул фата натрия из раствора наблюдается в интервале концентраций Na«0 каустическая 1О-ЗО г/л и температуре кристаллизации (-5) - {-12 с). При температуре кристаллизации глауберовой соли ниже -12С pacд вopимocть его уменьшается, но при атом повышается вязкость раство ра, что вызывает затруднения при отделении осадка; увеличивается время фильтрации. При температуре кристаллизации глауберовой соли выше снижается степень извлечения сульфата натрия. При переработке растворов по данному способу за счет более глубокого извлечения сульфата натрия, дпя кристаллизации того же количества последнего потребуется меньший объем растворов, т.е. потребуется менее габаритная установка для юс переработки. Экономический эффект составляет 54,97 тыс. руб. Формула изобретения 1. Способ переработки фторсодержацих отходов алюминиевого произвоаства, включающий обработку газов раствором 7 7893 соды и твердых отходов щелочным раство ром, осаждение криолиГа из полученных растворов, отделение осадка с последующкм разделением маточного раствора на части, одну йэ которых направляют на работку отходящих газов, а другую каустифицируют известью с последующей обработкой полученным раствором твердых отходов, о. т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения содержания фтораtO в криолите и степени извлечения сульфата. натрия, после каустификации из раствора кристаллизуют глауберовую соль и отдемют ее. 928 2. Способ поп. 1, отпичаюш и и с я тем, что кристаллизацию ведут при температуре минус 5. - минус . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе - 1. Авторское свидетельство СССР М 342397, кл..В Oil) 59/14, 04.03.70. 2. Технологический регламент для проактирования цехов регенерации фторсопей алюминиевых заводов с самообжигакшимися анодйми. Иркутский филиал ВАМИ, Иркутск, 1973, с. 5-19 (прототип).