RU2805533C1 - Способ комплексной переработки растворов газоочистки алюминиевого производства - Google Patents
Способ комплексной переработки растворов газоочистки алюминиевого производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805533C1 RU2805533C1 RU2022132680A RU2022132680A RU2805533C1 RU 2805533 C1 RU2805533 C1 RU 2805533C1 RU 2022132680 A RU2022132680 A RU 2022132680A RU 2022132680 A RU2022132680 A RU 2022132680A RU 2805533 C1 RU2805533 C1 RU 2805533C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- cryolite
- aluminum
- cake
- concentrate
- Prior art date
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 14
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 12
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002036 drum drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 23
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 21
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 abstract description 17
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 11
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 abstract description 11
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract description 8
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 abstract 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 229910000329 aluminium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 16
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 11
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910004742 Na2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для производства товарных продуктов из отходов алюминиевого производства. В способе комплексной переработки раствора газоочистки алюминиевого производства, содержащего NaF, Na2CO3, NaHCO3 и Na2SO4, добавляют водный раствор Al2(SO4)3 и производят перемешивание полученного раствора, в который добавляют флокулянт, производят отстаивание и сгущение раствора, сгущенный раствор фильтруют под вакуумом и разделяют на кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия и осветленный раствор Na2SO4. Осветленный раствор Na2SO4 выпаривают и сушат до получения кристаллов Na2SO4, а кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия сушат при температуре 500-700°С. Кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия подают в барабанную сушильную печь, в которой при температуре 500-700°С получают γ-модификацию Al2O3 и удаляют кристаллизационную влагу до 1 мас.%. Обеспечивается получение сульфата натрия товарного качества и криолита действием на раствор газоочистки сульфатом алюминия. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области производства алюминия и может быть использовано при регенерации фтора, содержащегося в отходящих газах алюминиевых электролизеров. Целью изобретения является получение сульфата натрия товарного качества и криолита действием на раствор газоочистки сульфатом алюминия.
Изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано при регенерации фтора, содержащегося в отходящих газах алюминиевых электролизеров, с получением криолита и сульфата натрия товарного качества.
В настоящее время в процессе электролиза алюминия с отходящими фторсодержащими газами выделяется 100-300 мг/дм3 сернистого газа, который улавливается содовым раствором в системе мокрой газоочистки, окисляется до сульфатной формы и накапливается в растворах газоочистки.
Вследствие накопления сульфата натрия в растворах, во-первых, происходит потеря фтористого натрия в аппаратах мокрой газоочистки, который выпадает в виде двойной соли NaF·Na2SO4 и удаляется со шламом, во-вторых, происходит потеря соды и фтора при сбрасывании маточных растворов на шламовые поля.
Известен способ получения сульфата натрия из растворов, содержащих растворенные сульфат и карбонат натрия, путем охлаждения их до температуры от 0ºС - 20ºС (Патент США, N 3508884, кл. 23-З02, 1970).
Недостатком данного способа является получение смеси двух солей, что ведет к потерям карбоната натрия, и невозможность использования получаемого осадка.
Известен способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия (Патент RU 2243938).
Способ выделения сульфата натрия из растворов электролитического производства алюминия включает насыщение раствора газоочистки сульфатом натрия, охлаждение полученного раствора охлаждающим агентом и отделение образовавшегося осадка. Охлаждение сульфатсодержащих растворов до t=8-12°C осуществляют в охлаждающих устройствах через стенку, а охлаждение до t=0--2°C осуществляют путем прямого контакта с охлаждающим агентом.
Недостатком данного способа является применение охлаждающих устройств, затраты на оборудование, а также трудо- и энергозатраты.
Наиболее близким по технической сущности (Патент №2254293) является способ переработки содосульфатного раствора, получаемого после газоочистки отходящих газов электролизных корпусов при производстве алюминия, включает очистку газа от серных окислов и фтористых соединений путем их орошения содосульфатным раствором в мокрых скрубберах, выделение из раствора после газоочистки основного количества фтористого натрия в виде криолита. Содосульфатный раствор, очищенный от криолита, дополнительно очищают от фтористого натрия путем его обработки при 95-105°С в течение 1,5-2,0 часов известковым молоком, вводимым в содосульфатный раствор из расчета стехиометрического связывания фтора, содержащегося в растворе, в CaF2. Очищенный от фтора содосульфатный раствор далее подвергают концентрирующей выпарке до достижения плотности упаренного раствора 1,37±0,02 г/л и выделяют из него в осадок сульфат натрия в виде беркеитовой соли путем введения в упаренный раствор карбонатной соды до достижения концентрации титруемой щелочи в маточном растворе 215-230 г/л Na2 O(т) и плотности раствора в суспензии до 1,35±0,02 г/л при перемешивании суспензии при температуре 95-100°С в течение 30-40 минут. Изобретение позволяет обеспечить более полное
извлечение сульфата натрия из упаренного содосульфатного раствора в виде беркеитовой соли, очищенной от фтористого натрия.
К недостаткам этого способа относится использование электроэнергии на нагревание, неполное извлечение сульфата натрия и невозможность использования фтористого кальция.
Целью предлагаемого изобретения является получение сульфата натрия товарного качества и криолита.
Способ комплексной переработки раствора газоочистки алюминиевого производства, содержащего NaF, Na2CO3, NaHCO3 и Na2SO4, отличающийся тем, что добавляют водный раствор Al2(SO4)3 и производят перемешивание полученного раствора, в который добавляют флокулянт, производят отстаивание и сгущение раствора, сгущенный раствор фильтруют под вакуумом и разделяют на кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия и осветленный раствор Na2SO4, при этом осветленный раствор Na2SO4 выпаривают и сушат до получения кристаллов Na2SO4, а кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия сушат при температуре 500-700°С.
Кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия подают в барабанную сушильную печь, в которой при температуре 500-700°С получают γ-модификацию Al2O3 и удаляют кристаллизационную влагу до 1 мас.%.
Поставленная цель достигается тем, что в способе выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия, состоящих из сульфатов, бикарбонатов, карбонатов и фторидов натрия, применяется в качестве осадителя, сульфат алюминия.
К содосульфатному раствору, получаемому после выделения из раствора после газоочистки основного количества фтористого натрия в виде криолита, добавляется сульфат алюминия, согласно стехиометрии приведенных ниже реакций (согласно данных анализа раствора газоочистки) (реакции 1- 3).
Сульфат алюминия связывает в нерастворимые соединения, фторид натрия, карбонат и бикарбонат натрия.
Al(OH)3 при взаимодействии с фторидом натрия образует криолит и гидроокись натрия, которая взаимодействуя с углекислым газом вновь образует карбонат натрия, который можно использовать.
При проведении опытов происходит вспенивание, после отстаивания получается молочная взвесь, для осаждения которой применяли флокулянт. Взвесь отстаивали сутки. Осадок получился рыхлый. Отделяли раствор от осадка декантацией. Раствор выпаривали. Сухой остаток после выпаривания состоял из 100% Na2SO4, (разных модификаций). Осадок после декантации состоит из криолита и гидроокиси алюминия, которая при температуре выше
600ºС разлагается на глинозем и воду. Криолит и глинозем снова возвращаются в производство.
Пример1.
Раствор газоочистки алюминиевого производства был со следующими концентрациями растворенных компонентов: 7,5 кг/м3 NaF, 120,0 кг/м3 Na2SO4, 10,0 кг/м3 Na2CO3, 25,0 кг/м3 NaHCO3.
Раствор сульфата алюминия был взят с концентрацией 37,89 кг/м3.
1 дм3 раствора газоочистки алюминиевого производства смешивался с 1 дм3 раствора сульфата алюминия при температуре 25-35 ºС. В полученную смесь растворов был добавлен раствор флокулянта «Магнофлок» из расчета 50 г на кубометр смеси растворов. Производилось отстаивание и сгущение. Сгущенный раствор фильтровался под вакуумом и разделялся на кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия и осветленный раствор Na2SO4. Кек криолита и гидроокиси алюминия сушился в печи при температуре 500-700ºС. Осветленный раствор Na2SO4 выпаривался до получения кристаллов Na2SO4.
В результате было получено: 167,22 г Na2SO4 и 17,63 г Na3AlF6 + Al2O3. Была получена некоторая невязка 15,54 г, обусловленная выделением углекислого газа при взаимодействии компонентов.
Пример2.
При таких же концентрациях компонентов в растворах и объемах смешивания, что и в предыдущем примере, использовался флокулянт. «Alklar». В результате было получено: 168, 53 г Na2SO4 и 17,3 г Na3AlF6 + Al2O3.
Предварительная технико-экономическая оценка получения продукта, соответствующего ГОСТ 6318-77 показывает, что прибыль на каждую тонну продукции (сульфата натрия) составит:
- от реализации сульфата натрия 2,526 тыс. руб.
- от реализации криолита 1,5 тыс. руб.
- от реализации глинозема 0,52 тыс. руб.
Всего: 2,526 + 1,5 + 0,52 = 4,546 тыс. руб.
Claims (2)
1. Способ комплексной переработки раствора газоочистки алюминиевого производства, содержащего NaF, Na2CO3, NaHCO3 и Na2SO4, отличающийся тем, что добавляют водный раствор Al2(SO4)3 и производят перемешивание полученного раствора, в который добавляют флокулянт, производят отстаивание и сгущение раствора, сгущенный раствор фильтруют под вакуумом и разделяют на кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия и осветленный раствор Na2SO4, при этом осветленный раствор Na2SO4 выпаривают и сушат до получения кристаллов Na2SO4, а кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия сушат при температуре 500-700°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кек концентрата криолита и гидроокиси алюминия подают в барабанную сушильную печь, в которой при температуре 500-700°С получают γ-модификацию Al2O3 и удаляют кристаллизационную влагу до 1 мас.%.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805533C1 true RU2805533C1 (ru) | 2023-10-18 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU379539A1 (ru) * | 1971-04-03 | 1973-04-20 | Способ получения криолита | |
| RU2064891C1 (ru) * | 1994-08-08 | 1996-08-10 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия |
| RU2092439C1 (ru) * | 1995-08-09 | 1997-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ переработки фторсодержащих отходов производства алюминия электролизом |
| RU2254293C2 (ru) * | 2003-05-05 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" | Способ переработки содосульфатного раствора, получаемого после очистки газа электролизных корпусов при производстве алюминия |
| RU2462418C1 (ru) * | 2011-06-07 | 2012-09-27 | Эдвард Петрович Ржечицкий | Способ получения фтористого алюминия |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU379539A1 (ru) * | 1971-04-03 | 1973-04-20 | Способ получения криолита | |
| RU2064891C1 (ru) * | 1994-08-08 | 1996-08-10 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия |
| RU2092439C1 (ru) * | 1995-08-09 | 1997-10-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Способ переработки фторсодержащих отходов производства алюминия электролизом |
| RU2254293C2 (ru) * | 2003-05-05 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" | Способ переработки содосульфатного раствора, получаемого после очистки газа электролизных корпусов при производстве алюминия |
| RU2462418C1 (ru) * | 2011-06-07 | 2012-09-27 | Эдвард Петрович Ржечицкий | Способ получения фтористого алюминия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2713360C2 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов | |
| CN102432046B (zh) | 一种氯化物型盐湖卤水的利用方法 | |
| US4308244A (en) | Process for producing fluorine compounds and amorphous silica | |
| RU2805533C1 (ru) | Способ комплексной переработки растворов газоочистки алюминиевого производства | |
| EP0439636A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von kohlensauren Salzen von Alkalimetallen | |
| RU2742987C1 (ru) | Способ обесфторивания и выделения безводного сульфата натрия из оборотных растворов газоочистки алюминиевых электролизеров | |
| RU2560359C2 (ru) | Кальцинатный способ получения карбоната лития из литиеносного сырья | |
| RU2363525C1 (ru) | Способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия | |
| RU2621334C1 (ru) | Способ мокрой очистки отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия | |
| SU789392A1 (ru) | Способ переработки фторсодержащих отходов алюминиевого производства | |
| RU2627431C1 (ru) | Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства | |
| US4177244A (en) | Process for purge stream treatment in removal of sulfur dioxide | |
| RU2283283C1 (ru) | Способ получения карбоната лития высокой степени чистоты из литиеносных хлоридных рассолов | |
| RU2316473C1 (ru) | Способ выделения безводного сульфата натрия из оборотных растворов газоочистки алюминиевых электролизеров | |
| RU2624570C1 (ru) | Способ переработки натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия | |
| US357824A (en) | Josef hawliczek | |
| RU2487082C1 (ru) | Способ получения фторида кальция | |
| RU2036840C1 (ru) | Способ получения криолита | |
| SU33139A1 (ru) | Способ производства гипохлорита кальци | |
| RU2030486C1 (ru) | Способ регенерации фтора из электролизных газов алюминиевого производства | |
| CN222918451U (zh) | 一种脱硫灰资源化系统 | |
| US3065051A (en) | Process for the recovery of cryolite from waste gases and from the carbon bottom of an aluminum electrolytic furnace | |
| SU945076A1 (ru) | Способ очистки фосфогипса | |
| CN115109950B (zh) | 一种从氧肟酸负载有机相中反萃生产锗精矿的方法 | |
| RU2737659C1 (ru) | Способ получения хлорида магния шестиводного |