铝电解低浓度SO2及含氟烟气循环利用生产冰晶石工艺技术研究

合集下载

含氟废渣再生冰晶石工艺研究

述了电解铝行业和光伏行业副产的氟产品回收以及循环利用的工艺技术的研究与开发．详述了含氟废气物来源以及质量指标、工艺方法和工艺流程优化等关键工艺技术。此外，还从产品质量对比、工业化设备选型以及经济效益等方面来说明工业化实施的可行性，以及推广应用后产生的环保效益和社会效益。
关键词：循环经济；氟资源；光伏；电解铝；冰晶石
中图分类号：ＴＱ１２４１００６ — ４９９０（２０１３）１１－００３３ — ０２
ＳｔｕｄｙｏｎｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｃｒｙｏｌｉｔｅｗｉｔｈｌｕｏｆｒｉｄｅｗａｓｔｅｒｅｓｉｄｕｅＬｉｕＨａｉｘｉａ
ｃｅｓｓｌｆｏｗｅｔｅ．ｗｅｒｅｄｅｓｃｉｂｒｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉｌｉａｚａｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙｃｏｎ — ｔｒａｓｔ，ｉｎｄｕｓｔｒｉｌａｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｉｆｔｅｔｃ — Ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄｓｏｃｉｌａｂｅｎｅｉｆｔｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅ印一ｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｗｅｒｅｌｓａｏｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｌａｒｅｃｏｎｏｍｙ；ｌｕｆｏｉｒｎｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ＰＶ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｌｕａｍｉｎｕｍ；ｃｙｏｒｌｉｔｅ

电解铝烟气二氧化硫治理技术的探讨

电解铝烟气二氧化硫治理技术的探讨发布时间：2021-01-12T15:15:14.763Z 来源：《工程管理前沿》2020年30期作者：罗永峰[导读] 经济在迅猛发展，社会在不断进步，近几年由于国家环保政策力度的加大，电解铝行业面临着脱硫的问题。

罗永峰陕西有色榆林新材料集团有限责任公司陕西榆林719000摘要：经济在迅猛发展，社会在不断进步，近几年由于国家环保政策力度的加大，电解铝行业面临着脱硫的问题。

致使很多企业将其他行业的脱硫技术移植到电解铝行业，造成资源的浪费以及工艺的不合理。

本文就目前我国电解铝烟气脱硫现况进行简单介绍，并对存在的问题进行分析和对比，同时介绍了新型电解铝烟气脱硫技术的工艺原理，为电解铝厂烟气脱硫在选用技术路线方面提供参考。

关键词：电解铝；二氧化硫；烟气治理；半干法脱硫；湿法脱硫引言铝是应用广泛的一种金属，电子行业、电器行业、轻工业、机械制造等行业都离不开铝。

电解铝就是通过电解得到的铝，电解铝工业也成为关系到国计民生的重点工业。

现代电解铝工业生产采用冰晶石－氧化铝融盐电解法。

熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950～970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，产出铝液，既电解铝生产。

1工艺流程脱硫装置运行时，烟气通过位于吸收塔中部的入口烟道进入塔内。

烟气进入塔内后向上流过喷淋段，以逆流方式与喷淋下来的石灰石浆液接触。

烟气中的SO2被石灰石浆液吸收并发生化学反应，在吸收塔下部反应池内被鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏晶体。

在吸收塔上部，脱硫后的烟气通过除雾器除去夹带的液滴后，从吸收塔塔顶部烟囱（70m）离开。

脱硫装置所需石灰石吸收剂浆液由石灰石粉制浆，由泵送至吸收塔后进行吸收反应。

脱硫反应后所产生的石膏浆液由泵送至石膏浆液旋流站进行初步脱水，再经真空皮带脱水机二次脱水后成为副产物石膏，产品送至石膏库储存。

2电解铝烟气二氧化硫治理技术2.1塔外增湿循环半干法脱硫塔外增湿循环半干法脱硫做为新型电解铝烟气脱硫技术，具有显著的优势。

关于低温铝电解的工艺技术探析

关于低温铝电解的工艺技术探析摘要：自美国霍尔和法国埃鲁发明了炼铝的电解法之后，铝工业就一直采用这种方法，但是这种方法耗能高、单槽生产率低、污染严重，铝生产行业也一直在寻找新的、更加先进的技术。

低温铝电解因为能够有效提高电流效率、节省电能，并能延长电解槽的使用寿命，一直是铝业界中备受关注的话题。

本文对低温铝电解的工艺技术进行简要论述。

关键词：铝电解；工艺；探析1前言通常铝电解温度为950一970℃，每吨铝的电耗为13000kw•h。

由于能源价格上涨，供电紧张，各国都在寻求铝工业节能的途径。

低温铝电解能够有效地提高电流效率，降低能耗，是当今铝业界研究的重要课题之一。

此外，低温铝电解还能延长电解槽寿命，利于采用惰性电极材料和绝缘侧衬材料。

2低温铝电解的研究概况低温铝电解的目标是降低工业槽的电解温度。

铝的熔点是660℃，要得到液态铝，电解温度只要达到850一900℃即可。

目前950一970℃的电解温度，不仅浪费电能，而且增加了杂质在铝中的溶解度。

学者们早在20多年前就开始从事这方面的研究，做了大量的工作，他所在的试验室建成了1000A半工业试验电解槽，为深人开展这方面的试验研究工作创造了条件。

低温铝电解最大的优点是降低了铝在电解质中的溶解度，因此可以提高电流效率。

对于工业电解槽，一定的温度范围内，温度每降低10℃，电流效率将提高1%。

目前，大幅度降低铝电解温度的方案很多，一种是使用低分子比电解质，即轻电解质，铝液下沉。

在200A电解槽进行低温铝电解试验，电解温度为845℃，电流效率达到96%一98%。

第二种是采用含有钡盐的重电解质，铝液上浮，美国Beck的悬浮氧化铝电解法，其电解温度为750℃，熔融电解质的密度为2.0g/cm3，相应的铝液密度为2.36g/cm3，氧化铝的密度为1.0g/cm3，其受氧气的托力，以悬浮体的方式弥散在电解质中。

这几种方案都是氧化铝作为炼铝的原料，配合惰性阴极、惰性阳极和绝缘侧壁，有的电解温度降低到800℃以下，每吨铝电耗可降低到12000kw•h以下，这是铝工业节电的重大研究课题。

含氟废渣再生冰晶石工艺研究_刘海霞

3 设备选型
含氟废渣再生冰晶石工艺主要有反应、过滤、干
燥 3 个工序，反应工艺的主要设备有反应釜（石墨夹套反应釜和聚丙烯反应釜等）；过滤设备主要是板框过滤机（聚丙烯）或内衬离心机等；干燥设备主要是闪蒸干燥机或回转窑；辅助设备均为各种泵及储槽。
4 经济效益
电解铝行业含氟废渣浮选的粗冰晶石与光伏行业副产的单冰晶石按质量比 2∶1 计，则生产 1 t 合格的冰晶石需粗冰晶石 0.7 t，单价以 1 400 元（文中所述单价均不含税价，下同）计，则成本为 980 元；光伏行业副产的单冰晶石 0.35 t，单价以 1 300 元计，则成本为 455 元；合计 980+455=1 435 元（该计算过程中含氟盐酸属于废酸再利用，不计入成本）。
1）投料。将一定量的酸性母液含氟盐酸打入反应槽，按料浆质量分数为 5%～10%加入质量比为（1～ 3）∶ 1 浮选的粗冰晶石和单冰晶石混合物；2）反应。升温加热，在 60～90 ℃下搅拌反应 2～6 h；3）反应结束后，过滤、洗涤料浆，滤液和洗水经石灰中和后达标排放或用于生产氯化钙，滤饼即为高品质冰晶石软膏；4）高品质冰晶石软膏经闪蒸干燥或回转窑干燥后即得优质冰晶石。工艺流程图如图 1 所示。产品与 GB/T 4291—2007《冰晶石》的指标对比如表 4 所示。
53.30 53.25 53.59
w（Al） ≥13.00
14.08 14.21 14.77
w（Na） ≤32.00
28.57 28.40 28.03
w（SiO2） ≤0.250
0.189 0.163 0.155
w（Fe2O3） ≤0.050
0.012 0.014 0.019

含氟废渣再生冰晶石工艺研究_刘海霞

ρ（F） 5～8
表 3 含氟盐酸酸性母液的质量指标
g/L
ρ（Al）
ρ（Na）
ρ（SiO2）
酸度
0
10～15
0.1～1.0 120～150
图 1 酸性母液含氟盐酸生产优质冰晶石工艺流程示意图
表 4 产品与 GB/T 4291—2007 的质量对比
项目
GB/T 4291—2007
产品
1# 2# 3#
w（F） ≥53.00
Abstract：Combined with the basic characteristics of circular economy，three important links that followed by the fluorine resources recycling were analyzed from the perspective of the fluorine recycling.The recycling of fluorine-contained by-product from electrolytic aluminum industry and photovoltaic industry，as well as the its recycling technology′s research and development was mainly introduced.Sources of fluorine-contained waste，quality indexes，process methods，and optimization of process flow etc.were described in detail.In addition，the feasibility of industrialization was proved from the product quality contrast，industrial equipment selection，and economic benefit etc..The environmental and social benefits generated from the application and extension were also pointed out. Key words：circular economy；fluorine resources；PV；electrolytic aluminum；cryolite

铝电解含氟烟气治理技术要点分析

铝电解含氟烟气治理技术要点分析郭福宝（山西兆丰铝电有限责任公司电解铝分公司，山西　阳泉　０４５２０９）摘要：在电解铝过程中，会产生许多的含氟污染物，这些污染物有很强的危害性，必须加以治理。

在下文中，笔者介绍了几种治理方法，对于一些铝电解过程中的主要元素进行了描述，说明了治理含氟烟气的重要意义，使大家对此有一个深入的了解。

关键词：电解铝；烟气；氟化物；治理技术中图分类号：Ｘ７５６文献标识码：Ａ文章编号：１１－５００４（２０１８）０５－０１５３－２在进行正常的工业生产过程中，经常会产生一些有毒有害的颗粒或者气体，如果不对此加以治理的话，会给周围的居民带来较大损失，严重影响到了他们的身体健康，同时也危害了植物的健康和环境的清洁，产生许多不利影响，所以必须对此加以治理。

电解铝会产生大量的粉尘、以及少量的SO2，耗费大量的能源，产生较大的污染。

我国的电解铝产业是一项非常重要的产业，一定时期内为我国的经济发展做出了促进，国家非常重视对含氟烟气的治理工作，所以应该从源头上控制污染物的产生，减少氟化物的产生，加强清洁开采，将铝电解产业发展成为一个环境友好型的产业，为我国的环境治理做出贡献。

1 铝电解含氟烟气的危害铝电解产生的众多气体都有较大的毒性，其中的HF造成了严重的气态污染，以及成为我国重点管控对象。

过去的事实证明，长期生活在HF超标的区域内，身体内的氟含量会急速增加，会引起骨质增生，肺气肿。

粉尘也是一种常见的未然乌，一旦大量的粉尘进入人体的肺泡内，会给肺脏造成重大伤害，因为肺泡细胞是不可再生的，一旦得了尘肺病，肺功能会急速衰退，后期呼吸困难，非常痛苦。

动物和人一样，如果摄入了大量的氟元素，身体就会产生不良反应。

对于植物来说，氟元素也是一种恐怖元素，吸收了氟之后，严重的情况下，植物会大量死亡，农作物颗粒无收。

含有氟元素的雨水危害比酸雨更大，会严重腐蚀金属结构的建筑物。

2 治理电解铝含氟烟气的两种方法2.1 含氟烟气湿法净化湿法净化是一种有效的治理技术，因为气态的氟化物在遇到水的情况下，很容易溶于水，通常使用Na2CO3溶液来溶解氟化物。

铝电解废旧阴极和铝灰合成冰晶石的工艺研究

铝电解废旧阴极和铝灰合成冰晶石的工艺研究铝电解废旧阴极和铝灰合成冰晶石的工艺研究引言冰晶石是一种重要的工业原料，被广泛应用于冶金、建材、化工等领域。

随着工业化进程的推进和经济的发展，铝电解废旧阴极和铝灰作为大量废弃物也逐渐增加。

对于资源有限的社会来说，寻找一种有效的综合利用废弃物的方法具有重要意义。

本研究旨在探究利用铝电解废旧阴极和铝灰合成冰晶石的工艺，并研究其合成冰晶石的性质和应用前景。

实验方法1. 实验材料本实验所使用的铝电解废旧阴极主要来源于铝电解厂的过程废物，其中含有铝的氧化物。

铝灰主要来自于铝电解厂的渣滓和废弃物，其中含有较高含量的铝。

2. 实验步骤1) 收集铝电解废旧阴极，并进行干燥处理，去除水分。

2) 将干燥后的铝电解废旧阴极进行粉碎，得到粉末。

3) 将铝灰进行筛分，去除杂质后得到细粉末。

4) 将铝电解废旧阴极和铝灰按一定比例混合，放入高温炉中进行煅烧。

5) 在高温炉中进行煅烧的过程控制在1500℃-1600℃的温度范围内，保持一定时间。

6) 将煅烧后的样品进行冷却、粉碎处理，得到冰晶石的粉末。

3. 实验结果通过实验得知，铝电解废旧阴极和铝灰合成冰晶石的工艺可以得到优质的冰晶石产品。

1) 样品的物理性质：经过煅烧处理后的冰晶石样品颜色纯净，呈白色或灰白色，质地细腻。

2) 样品的化学性质：经过化学分析发现，合成的冰晶石样品中含有较高的氧化铝和钙元素，符合冰晶石的化学组成。

3) 样品的结构性质：通过X射线衍射分析发现，合成的冰晶石样品具有良好的结晶性，符合冰晶石的晶体结构。

应用前景1. 冶金行业冰晶石的高熔点和抗高温性能使其成为很好的耐火材料，在冶金工业中有重要应用。

合成的冰晶石可以用于铸造、坩埚涂层、高温工具等领域。

2. 建材行业冰晶石具备良好的耐酸碱性、高温抗裂性能等特点，可用于建筑陶瓷、耐火砖、砖胎料等建材制造。

3. 化工行业冰晶石可作为催化剂的载体，在化工工业中有广泛应用。

合成的冰晶石可以用于催化剂制备、催化反应等领域。

浅谈电解铝废气中氟化物的控制技术

浅谈电解铝废气中氟化物的控制技术摘要：我国是电解铝生产大国，2021年我国铝产量达到3751.4万t，用大修渣产废系数20kg/tAl测算，相当于产生大修渣约75万t，大修渣包括废阴极炭块和废槽衬，废阴极炭块作为大修渣的主要成分，是电解铝生产过程中主要的废物，其原始组成为无烟煤和沥青粘结剂。

电解过程中会产生氟化铝、冰晶石、氟化钠等。

必须用作电解质，以降低电解温度和能量消耗。

由于熔盐反应和热作用、化学作用、机械侵蚀、电作用、钠、电解质渗透引起的化学反应，铝电解槽阴极炭块在使用一段时间后会损坏碎片。

关键词：电解铝；含氟废气；排放量；控制技术引言伴随着高容量铝止裂槽的开发和应用，近年来铝止裂槽的国际发展发生了巨大变化。

电解铝的生产主要是由碳原子引导的成熟的冰铝溶液熔化到直流中，在槽内电反应，对液态铝产生负面影响。

电解槽的烟气主要来自于炭阳极以及高温电解液，其污染物主要有二氧化硫、气态和固态氟化物及颗粒物。

其中，电解铝的特征污染物为氟化物，含氟气体是剧毒气体，极易通过呼吸道或皮肤进入人体，会引发骨质增生和肺部疾病，同时也会危害周围的动植物及腐蚀金属建筑物，因此研究电解铝废气中的氟化物的控制技术对社会具有重要意义。

1 电解铝危险废物污染研究现状1.1 国外电解铝工业危险废物处理处置技术1946年，国外已经开始对电解铝生产过程中大修渣进行研究，直到20世纪80年代初至90年代，国外不少电解铝企业已经开发了大量的危废处理技术，在这一时期发展起来的技术，大部分都是基于火法，该方法一般分为3步，首先炭质材料的燃烧，其次氰化物的氧化分解，最后为氟化物的转化，具有炭燃烧耗尽和氟化物回收率低的特点，是一种环境友好型的处理方式，不会产生二次污染。

这种方法是美国铝业公司开发的Osmelt反应器技术和美国雷诺兹金属公司开发的闭环工艺，这项技术当时应用很广泛，主要原因是使用的工艺操作简单、快速且易于控制，因此对这项技术的需求也非常迫切。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｒｙｏｌｉｔｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｂｙＲｅｃｙｃｌｉｎｇＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＬｏｗ
理提供技术支持。关键词：铝电解；含氟｝『《ｆ气；循环利用；冰晶石生产中图分类号：Ｘ７０１文献标识码：Ａ文章编号：１００６ — ０３０８（２０１３）０５－００４００４－
２０１３年ｌ（】月
南冶金
ＹＵＮＮＡＮＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
＇
２卷第５期（总第２４２期）
，１ｏ１．４２Ｎｏ５（Ｓｕｎ￣４２）
铝电解低浓度ＳＯ７及含氟烟气循环利用生产冰品石工艺技术研究
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｅｌｏｗＳＯ！ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄＣＯ２，ｆｌｕｏｒｉｎｅａｎｄＡ１２０３ｄｕｓｔｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｇａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｆｒｏｍａｌｕｍｉｎｕｍｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏ￣ｂｙｒｅｃｙｃｌｉｎｇｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇａｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｌｆｕｏｒｉｎｅａｎｄＡ１２０３ｄｕｓｔ；ｔｈｅｐａｔｅｎｔａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈｃａｎｇｉｖｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｉｔ【）ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｌｏｗＳＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｇａｓｗｉｔｈｌｕｆｏｒｉｎｅｉｎｎｅｗｌｙ—ｂｕｉｌｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃａｌｕ —
ＹＡＮＧＹｏｎｇ，ＣＨＥＮＨｕａ — ｊｕ．，ＸＩＯＮＧＧｕｏ — ｈｕａｎ
（ＫｕｎｍｉｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ６５００３１，Ｃｈｉｎａ）
ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＳＯ２ａｎｄＦｌｕｏｒｉｎｅ—ＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＧａｓＧｅｎｅｒａｔｅｄｆｒｏｍＡｌｕｍｉｎｕｍＥｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ
ＨＥＹａｎ－ｍｉｎｇ，ＴＡＯＨｕｉ－ｗａｎｇ，ＯＵＧｅｎ－ｎｅｎｇ，ＬＵＡＮＪｉｎ－ｌｉ，ＬＩＵＷｅｉ — ｗｅｉ，
对环境造成污染。而现有技术不能同时对含ＳＯ、含氟及含ＡＩＯ粉尘的炯气进行高效治理。本研究集成低浓度ＳＯ：治理技术及含氟、含Ａ１０粉尘烟气循环利用生产冰晶石Ｔ艺技术，获得 “ 电解铝ＳＯ：、ＣＯ及含氟炯气循环利用生产冰品石的方法 ” 发明专利，文章介绍了该专利及适厢范同，为新建电解铝厂低浓度ＳＯ及含氟烟气治
何艳明，陶辉旺，欧根能，栾景丽，刘维维，杨勇，陈华君，熊国焕
（昆明冶金研究院，云南
摘
昆明
６５００３１）
要：铝电解生产过程巾产生的低浓度ＳＯ、ＣＯ，硬含氟、禽Ａ１，０粉尘烟气，会对人体健康造成危害、
ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｈａｒｍｆｕｌｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｈｕｍａｎｂｏｄｙｈｅａｌｔｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙｇｃａｎｎｏｔｅｉｃｆｉｅｎｔｌｙｔｒｅａｔｔｈｅｇａｓｃｏｎｔａｉ — ｎｉｎｇＳＯ２，ｆｌｕｏｒｉｎｅ，Ａ１１０１ｄｕｓｔｓｉｍｕｈａｎｅｏｕｓｌｙ．ＴｈｅｐａｔｅｎｔｅｄｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｓｔｈｅｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＳＯ２ｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｒｙｏｌｉｔｅ