铝电解烟气中产生氟化物的主要原因 ?

在铝电解生产中，以冰晶石-氧化铝熔体为电解质，以炭素材料为电极进行电解。在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生以C02为主的阳极气体，同时还散发出以氟化物和粉尘等污染物为主的烟气，与阳极气体统称为电解烟气。弥漫在电解车间内部的电解烟气使劳动条件恶化，影响生产工人的身体健康。电解烟气扩散到厂区周围，也会对大气环境造成经常性污染。因此，必须将电解烟气进行治理，并回收氟化盐和氧化铝。其中的氟化物是烟气中的主要有害成分，氟化物有气态和固态两种。气态氟化物的主要成分是HF，其次是CF，和SiF4等；固态氟化物包括氟粉尘、冰晶石、单冰晶石、亚冰晶石和氟化铝升华物等。(1)电解质挥发。将电解质挥发产物迅速冷却，用X射线衍射法分析，发现其主要成分是单冰晶石。挥发产物缓慢冷却时，会发生下列分解反应，形成粒度小的亚冰晶石和氟化铝细粒。(2)氟化氢生成。约有一半的气体散发物是一次生成的HF。1)电解质和炭阳极中的氢反应。炭阳极中含有少量氢，在工业电解槽阳极电压下，能被电化学氧化，生成水和氟化氢。2)电解质水解水解反应中水分的来源有：原材料带入的水分，自焙阳极糊中的碳氢化合物燃烧产生的水分，进入电解质壳面下空气中的水分等。将后两项忽略，如按原料中的水分计算生产铝，由氧化铝、冰晶石和氟化铝带入的水分总量约为21.7kg；在电解质壳面上预热k，约有70%的水分蒸发掉或不起作用，只有30%的水分参与水解反应。实际上，后两项水分来源是不容忽视的，故产生的HF最将大于此计算值。气体夹带电解质。研究表明，自焙电解槽和预焙电解槽的烟气尘粒均可分成两部分，一部分是粒度小的电解质蒸气冷凝物；另一部分是大的微粒，主要是阳极气体夹带的透明状冷凝电解质以及炭粒和氧化铝颗粒，气体夹带的冷凝电解质含量可达35%以上。4)CF4和SiF4的生成。塔内有筛板，液体由塔上部喷入，含尘气体从下部进入收尘器，并由下向上通过筛板上的水层。当气流速度控制在一定的范围内时，可以在筛板上形成泡沫层，气泡不断破裂又重新生成，气流在通过这层泡沫层时，粉尘被捕集，气体得到净化。