一种含氟烟气氟化物的回收方法与流程

文档序号:11147388阅读:1256来源:国知局

本发明属于铝电解固体废弃物资源化利用技术领域,具体涉及一种含氟烟气氟化物的回收方法。



背景技术:

国内外对铝电解废旧碳素阴极处理的方法很多,通常分为火法和湿法两大类,凡是处理过程中以水/水蒸气为主要反应物或在水溶液中进行的称为湿法,其他称为火法。经过多年的研究和实践经验证明,在铝电解废旧碳素阴极的湿法处理过程中,会伴随HF、HCN的析出,造成设备严重腐蚀、污染操作环境,危害人类健康。另外,铝电解废旧碳素阴极的湿法处理工艺流程长,过程复杂,投资大。而火法处理技术具有流程简单、投资少、处理有害物质彻底的特点,并可以很好的实现铝电解废旧碳素阴极的无害化和资源化利用,因此火法处理技术将是国内外铝电解废旧碳素阴极无害化处理与综合利用的主导方向。

铝电解废旧碳素阴极的火法处理技术一般都是利用燃烧法,通过燃烧铝电解废旧碳素阴极碳,将有毒有害的铝电解废旧碳素阴极转化成二氧化碳,并利用高温分解氰化物,通过硫化反应析出气态氟化物并与氧化铝反应生成氟化铝。根据国家标准《危险废物焚烧污染控制标准(GB18484-2001)》规定处焚烧量300kg/h的HF排放标准为<9mg/m3,焚烧量300~2500kg/h的HF排放标准为<7mg/m3,焚烧量>2500kg/h的HF排放标准为<5mg/m3。然而现有技术中铝电解废旧碳素阴极碳产生的含氟烟气大部分达不到国家标准的要求,部分处理技术虽然能达到国家排放要求,但存在处理不彻底、处理成本高、设备工艺复杂、容易造成次生污染等问题,导致火法处理技术在国内也未实现产业化应用。因此,有必要对现有铝电解废旧碳素阴极的火法处理技术中的含氟烟气处理技术加以改进,从而降低处理成本,简化处理设备和工艺流程,实现铝电解废旧碳素阴极火法处理技术的工业化推广应用。



技术实现要素:

为解决上述现有技术的不足,本发明提供一种含氟烟气氟化物的回收方法,以简化处理工艺,降低处理成本、减少环境污染。

本发明采取的技术方案如下:

一种含氟烟气氟化物的回收方法,方法步骤如下:

A.将废旧碳素阴极进行火法燃烧处理,处理后得到高温含氟烟气,烟气温度为300~500℃;

B.将步骤A中得到的高温含氟烟气通入到急速冷却器,高温含氟烟气由300~500℃降至50℃以下,降温速率控制在5~9℃/秒,使高温烟气中的氟化物在急速降温的条件下凝华,直接由气态氟化物转化成固态氟化物;

C.将步骤B中冷却到50℃以下的含氟烟气送至电解铝供料净化系统,利用新鲜氧化铝吸收净化气体,电解铝净化烟气通过烟囱排放,吸附氟化物的载氟氧化铝返回电解槽当原料使用。

本发明所述急速冷却器为水冷装置,水冷装置一端设置有进水口,另一端设置有出水口。

本发明与现有技术相比,具有下列有益效果:

(1)本发明所涉及的一种含氟烟气氟化物的回收方法工艺简单易操作,并能在高温含氟烟气中直接利用物质的物理特性制备出高纯度的氟化物,该氟化物为铝电解槽的原料,可直接代替铝电解生产的高纯度氟化铝使用,大幅降低了含氟烟气处理成本和铝电解生产成本;

(2)电解铝供料净化系统完成吸附后的烟气中含有CO2气体和少量氟化物气体,而F含量远远低于《危险废物焚烧污染控制标准(GB18484-2001)》和《铝工业污染物排放标准(GB25465-2010)》的排放标准,可以直接排空。

(3)本发明实现了火法处理铝电解废旧碳素阴极的烟气处理的无害化,并实现了资源化利用,杜绝了废旧阴极在处理过程中有害气体的无组织排放。

具体实施方式

实施例1

A.将废旧碳素阴极火法燃烧处理,处理后得到高温含氟烟气,烟气温度为300℃;

B.将步骤A中得到的高温含氟烟气通入到急速冷却器,高温含氟烟气由300℃降至45℃以下,降温速率控制在5℃/秒;高温烟气中的氟化物在急速降温的条件下凝华,直接由气态氟化物转化成固态氟化物;所述急速冷却器为水冷装置,水冷装置一端设置有进水口,另一端设置有出水口,当高温烟气通过水冷装置后,烟气中的低熔点氟化物快速冷凝形成固体氟化物粉末,该氟化物为电解槽常规添加剂,可直接返回电解槽使用;

C.在步骤B中冷却到45℃以下的含氟烟气送至电解铝供料净化系统,利用新鲜氧化铝吸收净化气体,电解铝烟气净化利用烟囱排放,吸附氟化物的载氟氧化铝返回电解槽当原料使用。所述电解铝供料净化系统为相互连通的密闭装置,含氟气体通过一级氧化铝吸收装置底部,含氟气体在上浮的过程中吹动新鲜氧化铝,使得氧化铝形成悬浮状态,悬浮状态氧化铝充分与含氟气体接触,扩大氧化铝的比表面,含氟气体充分吸附在氧化铝表面上载氟氧化铝,从而达到除去烟气中氟化物的目的。

实施例2

A.将废旧碳素阴极火法燃烧处理,处理后得到高温含氟烟气,烟气温度为400℃;

B.将步骤A中得到的高温含氟烟气通入到急速冷却器,高温含氟烟气由400℃降至50℃以下,降温速率控制在7℃/秒;高温烟气中的氟化物在急速降温的条件下凝华,直接由气态氟化物转化成固态氟化物;

C.在步骤B中冷却到50℃以下的含氟烟气送至电解铝供料净化系统,利用新鲜氧化铝吸收净化气体,电解铝烟气净化利用烟囱排放,吸附氟化物的载氟氧化铝返回电解槽当原料使用。

实施例3

A.将废旧碳素阴极火法燃烧处理,处理后得到高温含氟烟气,烟气温度为500℃。

B.将步骤A中得到的高温含氟烟气通入到急速冷却器,高温含氟烟气由500℃降至40℃以下,降温速率控制在9℃/秒,高温烟气中的氟化物在急速降温的条件下凝华,直接由气态氟化物转化成固态氟化物;

C.在步骤B中冷却到40℃以下的含氟烟气送至电解铝供料净化系统,利用新鲜氧化铝吸收净化气体,电解铝烟气净化利用烟囱排放,吸附氟化物的载氟氧化铝返回电解槽当原料使用。

本发明所述急速冷却器、电解铝供料净化系统均可采用现有技术设备。

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