Совершенствование технологии извлечения фторидов из анодных газов электролизного производства
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
реакторы соединены последовательно в нитки по 3-5 штук. В этих реакторах и осуществляется варка криолита.
В реакторы с нагретым фторсодобикарбонатным раствором подается строго дозированное количество алюминатного раствора. Температура раствора в реакторе, обогреваемом паром, поддерживается 75-80С В результате взаимодействия компонентов осветленного раствора с алюминатным раствором в реакторе практически мгновенно протекают реакция образования криолита, который выпадает в осадок:
12NaF+akNa2O*Al2O3+8NaHCO3 2Na3AlF6+8Na2CO3+6H2O (1.14)
При расчете дозировки алюминатного раствора определяющим является отношение содержания в осветленном растворе бикарбонат натрия к фтористому натрию. Из приведенной реакции криолитообразования это отношение равно:
Где 84 и 42 - молекулярные массы соответственно бикарбоната натрия и фтористого натрия.
Если в осветленном растворе это соотношение больше или равно 1.5, то расчет дозировки алюминатного раствора производят по содержанию фтористого натрия; если отношение меньше 1.5, то расчет дозировки производят по содержанию бикарбоната натрия.
Из реакторов криолитовая пульпа с ж : т = 40100 : 1 поступает в сгуститель на сгущение. Из сгустителя слив осветленной части пульпы (маточный раствор) направляется как оборотный содовый раствор на газоочистку. Содержание соды в маточных растворах должно быть 35-60 г/л, а взвешенных частиц криолита не более 0.5 г/л.
В маточных растворах накапливается значительное количество сульфатов. Чтобы избежать ухудшения качества регенерационного криолита за счет увеличенного содержания в нем сульфатов, предусматривается периодическое удаление их из цикла газоочистки. Содержание сульфата натрия в смешанном растворе, подаваемом на газоочистку, не должно превышать 50 г/л в зависимости от концентрации фтористого натрия в осветленном растворе.
Сгущенная криолитовая пульпа с отношением ж : т = 31 из сгустителя выводится в мешалку, откачивается в репульпатор и смешивается с пульпой флотокриолита, откуда подается на фильтрацию на вакуум-фильтр.
Отфильтрованный вторичный криолит, поступает в процесс сушки. Фильтрат поступает в шламовую мешалку и откачивается на шламовое поле. Соотношение флотационного и регенерированного криолита в образующейся смешанной пульпе устанавливается в таких пределах, чтобы не осложнять последующие операции фильтрации и сушки за счет ввода тонкодисперсного регенерационного криолита. "ажность высушенного криолита не более 0,5%.
Из сушильного барабана криолит разгружается камерными насосами и транспортируется в бункера готовой продукции, откуда спецмашинами доставляется в электролизные цеха.
Криолитовое отношение во вторичном криолите до 2,93; содержание фтора 43-48%, углерода - 1,5-2%.
5.Эксперементальные исследования по утилизации анодных газов iелью получения вторичного криолита
При достижении эффективности улавливания фтора на уровне 85% количество регенерированного криолита в условиях работы электролизеров с криолитовым отношением 2.4-2.6, достигает 25 кг на тонну алюминия. Поэтому в электролизных цехах для снижения криолитового отношения приходится уменьшать потребление регенерированного криолита и повышать расход фтористого алюминия.
Для замыкания баланса по фтору необходимо производить регенерированный криолит с низким криолитовым отношением 1,4-1.8 или получать из отходов газоочистки фтористый алюминии.
Для получения низкомодульного криолита необходимо в процесс варки криолита добавлять плавиковую кислоту. При рН =2.4 возможно получение низкомодульного криолита с криолитовым отношением 1.67.
Рентгеноструктурный анализ показал, что образуется хиолит (NaAlF4 ) Для снижения рН при существующей содобикарбонатной очистке газов придется затратить значительное количество плавиковой кислоты, что приведет к увеличению объема производства регенерированного криолита.
Другим способом переработки фторсодержащих отходов является обработка шламов газоочистки или криолита с высоким криолитовым отношением серной кислотой, что также приведет к снижению получаемого криолита с низким КО. Однако, в этом случае дополнительное использование серной кислоты приведет к повышению сульфатов в растворе и создаст дополнительные проблемы с выводом сульфатов.
На Таджикском алюминиевом заводе авторами предложено два метода удаления углерода из шламов газоочистки: флотация и выжиг.
Предварительные опыты показали, что остатки сульфатов и карбонатов, содержащихся в шламе, негативно отражаются на ходе вышеуказанных процессов. Поэтому перед их осуществлением необходимо провести отмывку от этих солей. В промышленных условиях получен при флотации криолит- глиноземный концентрат, содержащий в, %: 1,5 - 2 углерода, 50-65 криолита, 20-30 глинозема, 1.5-2 окислов железа и 1-1.5 окиси кремния.
Однако, флотация по их мнению материалоемка. Для проведения флотации расходовалось реагентов, г/т: 800 жидкого стекла, 350 керосина, 90 соснового масла. Время флотации 16-20 мин, выход по фтору составил 52-53% извлечение 77-88%.
Авторы считают, что флотация требует больших площадей и в этом отношении более предпочтительным является выжиг.
Промышленные испытания на коксопрокалочных печах показали возможность получения кондиционного продукта при следующих параметрах процесса : температура 750-800О С, время нахождения в печи 40-50 мин. при дополнительной продувке воздуха. В результате выжига получается криолит-глиноземн