冶金级氧化铝对氟化氢吸附行为研究

韩 硕

(神华准能资源综合开发有限公司 氧化铝中试厂,内蒙古 鄂尔多斯 010300)

铝电解工业是国民经济的基础产业,为我国的国防建设和经济发展提供了大量的金属铝材原料[1]。氧化铝是铝电解的原料,在铝电解槽中,冶金级氧化铝有三大主要用途:一是作为电解原料,溶解于冰晶石溶剂中,电沉积生产原铝;二是作为电解槽干法烟气净化系统的吸附剂,以循环回收电解槽向外界挥发的氟盐和氟化氢(HF)气体;三是以一定比例与冰晶石(主要是电解质破碎料)混合构成电解槽阳极覆盖料,减少电解槽挥发物及热量散失并减少碳阳极氧化损失[2]。因此电解工艺中要求氧化铝,包括干法吸附后的载氟氧化铝不仅要在冰晶石电解质中具有较好的溶解性能,而且要对电解槽烟气中的氟盐等颗粒和HF气体有良好的吸附能力,同时还要兼顾良好的结壳能力,使覆盖料具有一定的机械强度和良好的保温性能[3-5]。

铝电解烟气组成分为气态物质和固态物质,气态物质有:HF,SO2,CO2,CO,PFCs等;固态物质有:氧化铝,氟化铝,冰晶石,亚冰晶石和少量炭粉,实际上固态物质与气态物质是混合存在的[6-7]。目前,电解车间配套干法烟气净化装置来吸附这些含氟挥发物并将其回收至铝电解槽中。干法净化系统利用氧化铝自身良好的吸附性能来回收烟气中的氟盐挥发物,包括HF和固态氟盐颗粒,吸附后的载氟氧化铝返回到铝电解槽中即实现了烟气氟盐的回收利用[8]。面对日益严苛的环保排放标准,干法系统对氧化铝的烟气吸附能力要求提高,倘若氧化铝对含氟烟气吸附效率低,则将加大铝电解槽运行过程中吨铝氟盐消耗量,从而增加吨铝成本并同时造成环境污染。……