JPS5830249B2 - 電解アルミニウム還元設備で発生する消耗および廃物質から弗素、アルミニウムおよびナトリウム分を回収するための熱加水分解法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解アルミニウム還元系の消耗および廃物質か
ら弗素、ナトリウムおよびアルミニウム分を回収するた
めの改良された熱加水分解法に関する。

さらに詳細には、本発明は、熱加水分解前の供給原料調
製工程で発生する粗大なおよび微細な両方の物質の集塊
化なしに、と同時にダスト持込みの低減および熱加水分
解工程中の逆反応の最小限化を以って処理を行うための
改良された熱加水分解系を提供する。

電解アルミニウム還元系の消耗および廃物質の熱加水分
解によりアルミニウム、ナトリウムおよび弗素分が回収
されることは知られている。

かくして、米国特許第４，１１３，８３２号明細書には
、消耗および廃物質たとえば廃ポットライニング（ｐｏ
ｔｌｉｎｉｎｇ）、通路および溝清浄剤（ｃｌｅａｎｉ
ｎｇｓ）ならびに乾燥スクラツバー系からの廃アルミナ
を熱加水分解装置で処理し、熱加水分解の結果として弗
化ナトリウム、弗化アルミニウム、ＨＦおよびアルミン
酸ナトリウムクリンカーを回収する流動床法が記載され
ている。

この特許に示されているように、熱加水分解供給原料調
製の粉砕工程で生じる寸法１〜２朋未満の微細部分は、
過度に微細な物質を反応器に導入することを紐けるため
に成形工程に付される。

微細物質は集塊化しない限り反応器で困難な操作条件を
もたらす可能性があり、また熱加水分解反応器と関連す
る装置でダスト分離問題を発生させ得る。

したがって、この特許の流動床反応器で能率的な良く制
御された熱加水分解法操作を行うには、微粉供給物質の
集塊化が必要条件である。

米国特許願第９１０，４１６号明細書（１９７８年５月
３０日）には、電解アルミニウム還元系の消耗および廃
物質を熱加水分解する改良方法が開示されている。

この特許願の方法によれば、熱加水分解法は、廃ガス回
収系に弗化ナトリウムを持ち込むことを除去するように
制御され、したがって、本質的にＨＦのみしか生成さ和
ず、このものはそのまＳ回収することが出来あるいは高
品位弗化アルミニウム（＞ ９０ ％ＡｌＦ３含量）の
製造に使用することが出来る。

熱加水分解系ガスのＮ ａ Ｆ成分のＨＦへの変換を行
うために、上記特許願に記載されている方法は、２段流
動床反応器を使用する。

第一段で、供給原料は反応器の底部に仕込まれ、そこで
流動化され、同時に水の導入により熱加水分解される。

水蒸気、揮発弗素およびナトリウム分を含有する発生し
た廃ガスは次に反応器のフリーボード（ｆｒｅｅｂｏａ
ｒｄ ）領域で微粉Ａｌ２Ｏ３源と接触する。

この接触は本質的に揮発ナトリウム分の所望のＨＦおよ
びアルミン酸ナトリウム（Ｎａ２０−ＸＡ１２０３）へ
の変換が行われる「延長された」反応帯域または第二段
階を提供する。

「延長」帯域から、廃ガスはダスト分離回収系を通って
導かれ、ダストおよび本質的にＮａＦを含まないＨＦは
さらに処理され、一方回収されたダストは一部は「延長
」帯域に再導入さイ１、そして一部は供給原料調製工程
に再循環されてその未反応アルミナ含量が利用される。

微粉アルミナ源の粒径は、一般に反応性表面の提供を含
む幾つかの理由から、１間以下になるように選ば石るの
で、供給原料調製工程に再循環される物質はいずれも流
動帯域に直接仕込むには小さ過ぎる。

したがって、供給原料調製工程に再循環されるいかなる
アルミナ源も、好ましくは粉砕消耗および廃物質の微細
部分と共に集塊化しなければならない。

したがって、従来技術法で電解アルミニウム還元系の消
耗および廃物質から熱加水分解により貴重成分を回収す
ることは微粉供給物質の集塊化工程を包含することが分
る。

この集塊化工程は、供給物質の非常な多種多様性および
公知の集塊化条件でのそれらの異なる物理的挙動のため
に、集塊化操作の高価でかつ時間を必要とする性質は別
として重大な技術的問題をもたらす。

本発明は、従来必要とされた集塊化操作の除去に向けら
れ、同時にクリンカー中のナトリウム対アルミニウム比
を揮発ナトリウム分の所望のＨＦへの変換を実際に逆反
応を発生させることなく保証する条件下で容易に制御す
ることが出来る方法を提供する。

これらの目的は、粉砕供給原料の粗大部分を微細物の一
部分と共に濃厚相流動反応帯域に仕込み、供給原料の残
りの微細部分を反応器の濃厚床の上の領域に導入し、そ
の場合それは希薄相で流動化され、これらの段階の両方
からの揮発性反応生成物は次に希薄相流動床反応器を包
含する第三段階で微粉アルミナ源と反応せしめられ。

そして残留ナトリウム分がＨＦおよび Ｎａ２Ｏ・ＸＡｌ２Ｏ３に変換される段階的熱加水分解
法を提供することにより達成される。

第一希薄相反応器、たとえば第二段階から、ダスト含有
廃ガスは第三段階へ仕込まれる前にダスト分離工程にか
けられ、回収ダストの大部分は第二段階へ再循環され、
ダストの残りは濃厚相床から出るクリンカーと一緒にさ
れる。

第三段階、たとえば第二希薄相流動床反応器からの廃ガ
スはダスト分離にかけられる。

本質的にダストを含まないガスはＨＦ回収に使用され、
一方捕集ダストの大部分は第三段階へ再循環され、残り
の部分は第−希薄相床へ仕込まれる。

比較的低いナトリウム対アルミニウム比を有するこの物
質を第−希薄相床へ制御された量で添加することにより
、生成クリンカーにおける最終ナトリウム対アルミニウ
ム比を制御することが出来る。

これら操作段階の新規組合せにより、クリンカーが最適
浸出性すなわちＨＦ利用のために去る廃ガス中の最小限
のダスト負荷ならびに本質的にＮａを含まないＨＦ含量
を保証する制御されたＮａ；ＡＡ？モル比を有する熱加
水分解法が提供される。

電解アルミニウム還元設備で発生する消耗および廃物質
から弗素、ナトリウムおよびアルミニウム分を回収する
ために熱加水分解法が提供される。

消耗および廃物質は粉砕され、次いで粗大部分および微
細部分に分類される。

粗大部分は微細部分の一部と共に濃厚相流動反応帯域に
仕込まれ、そこでそれは熱加水分解される。

遊離した揮発性弗素およびナトリウム含有物質は第一希
薄相反応帯域に導かれ、その帯域には残りの微細部分も
導入される。

この帯域で、追加の弗素およびすｌ−ＩＪウム分が熱加
水分解により遊離され、固体 Ｎａ２Ｏ・ＸＡｌ２Ｏ３の生成が行われる。

残留揮発弗素およびナトリウム分ならびに固体Ｎａ２０
−ＸＡｌ２Ｏ３生成物を含有するこの帯域からの廃ガス
は、固気分離を受け、固体を含まない廃ガスは第二希薄
相流動反応帯域で残留ナトリウム分のＨＦへの変換のた
めに微粉Ａｌ２Ｏ３源と接触せしめられる。

この変換は、未変換ナトリウム分を本質的に含まない廃
ガスの回収を確保するために固体中の低Ｎａ：Ａ＃モル
比で行われる。

第二希薄相流動反応帯域で接触後、廃ガスは随伴固体と
分離されてＨＦ回収のために使用さｎｌ一方、固体はそ
のＮａ：ＡＡモル比が所定の限界値まで増大するまで反
応帯域に再循環される。

所望の比率は、新しいＡｌ２Ｏ３源を添加し、再循環流
から等しい部分を除去することによって維持される。

このパージ流は第一希薄相反応帯域に仕込まれ、そこで
そのＮａ対Ａ７モル比は所望のＮａ２０−ＸＡｌ２Ｏ３
目的生成物を生成するように増大せしめられる。

第１図は、熱加水分解系操作を概略的に示すもので、そ
の操作では微細分と混合された粗大供給原料が濃厚相流
動床に仕込まれ、残りの微細供給原料は濃厚相の上に位
置する希薄相流動床に供給される。

廃ガスはダスト除去後第二希薄相流動床で微粉アルミナ
源と接触せしめられて残留ナトリウム分はＮａ２０−Ｘ
Ａｌ２Ｏ３に変換され、次いで固体の分離および廃ガス
中のＨＦ含量の回収が行われる。

第２図は、底部に濃厚相流動床反応帯域および濃厚相床
の上に２つの重なった異なるが互いに連結された相互作
用する希薄相反応帯域を有する単一熱加水分解反応器を
概略的に示す。

本発明は、電解アルミニウム還元法で発生する弗素含有
消耗および廃物質を処理するための熱加水分解系に関す
る。

本発明の目的にとって、１−消耗および廃物質」とは、
廃アルミニウム還元電解槽ライニングまたはポットライ
ニング、通路およびみぞ清浄物、床端浄物（ｓｗｅｅｐ
ｉｎｇｓ）および還元設備で廃ガス精製のために使用さ
れる乾式スフラッパーから回収される廃アルミナを意味
する。

これらの物質のすべては弗素骨を含有し、それらのほと
んどはまた相当量の炭素を含有する。

これらの消耗および廃物質の詳細な記載は、米国特許第
４．１１３，８３２号明細書に示されており、消耗およ
び廃物質の特徴に関するこの特許の記載は、参考として
本明細書の一部とされている。

本発明の系において、「濃厚相」反応器もまた「希薄相
」または「膨張」床反応器も使用される。

濃厚相流動床反応器は当業界で周知であり、通常化学化
合物のか焼または分解に多年間使用されている。

濃厚相流動床は一般に多かれ少なかれ限定出来る表面に
より特徴づけられ、流動床で流動化される固体量は一般
に流動化に使用されるガス速度に関して太きい。

これに対し、 「希薄相」または「膨張」流動床反応器
では、固体対流動化ガス速度の比は低く、したがって限
定出来る面を有しない流動帯域がもたらされる。

「希薄相」または「膨張」流動床反応器も当業界で知ら
れているので、これら反応器の詳細な説明は与えない。

しかしＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐ
ｒｏｇｒｅｓｓ、Ｖｏｌｕｍｅ６７、Ａ２．Ｐａｇｅｓ
５８ ６３が注目され、ここにはり、Ｒｅｈ、によ
りこれら反応器の詳細な記載が与えられている。

本発明を容易に理解するために、熱加水分解系の操作を
第１図を参考として詳述する。

電解アルミニウム還元設備で発生する消耗および廃物質
は性質および大きさが様々であるから、ある寸法範囲内
の粒子を有する熱加水分解への供給原料を提供すること
が必要である。

濃厚流動床の操作に対しては、粒子は寸法が約１朋以上
、好ましくは約１．３〜５ｍｍの範囲であるべきである
ことが判明した。

この好ましい寸法を得るためには、消耗および廃物質は
、たとえば粉砕および（または）摩砕により細まかくし
なげればならない。

粉砕操作はほとんど常に微細物、たとえば寸法約１１ｎ
ｒＩＬ以下の粒子を生じる。

したがって、本方法では、消耗および廃物質は粉砕工程
を受け、次いで粉砕物質は分類工程を受けて１．３〜５
朋の粒子を有する粗大部分とより小さい寸法を有する微
細物が与えられる。

所望範囲以上の寸法を有するいかんなる粒子も粉砕工程
に再循環される。

次に、粗大部分は図示のように流動化および仕込みの熱
加水分解のために微細物の一部と共に流動床反応器に仕
込まれる。

流動化は、流動化ガスを床に所要の流動性を与える所定
の速度で導入することにより達成される。

電解アルミニウム還元法からの消耗および廃物質は相当
量の炭素を含有するので、この炭素含量の燃焼は流動化
に必要な熱エネルギーを与える助けをする。

消耗および廃物質（以下「供給原料」または「仕込み」
と称す）の弗化物成分の熱加水分解は、約９００℃以上
で行われるので、濃厚流動床の温度はこの温度で、好ま
しくは約１０００゜１３００℃の範囲内にあるように確
立される。

反応（２）−（３）は、揮発性ナトリウム含有生成物を
もたらし、一方、反応（４）は固体アルミン酸ナトリウ
ムクリンカーを与えることが観察出来る。

アルミン酸ナトリウムはその水溶解度Ｉこ影響する種々
のＮａ：Ａｄ比を有することが出来ることが知られてい
る。

クリンカー、たとえば反応（４）の最終生成物が水に対
して最適溶解度を有するようにするためには、供給原料
中のＮ ａ：Ａ１１モル比は約０．７−１．０の範囲内
に維持しなければならない。

濃厚流動床で仕込みを熱加水分解すると、揮発ＮａＦ、
ＨＦおよびＮａＯＨおよび固体アルミン酸ナトリウムク
リンカーが生成する。

クリンカーは反応器から除去され、たとえば浸出による
アルミナ製造のためにバイヤー法で使用される。

微細物のある部分を有する揮発反応生成物は、反応器の
第一希薄相帯域に運ばれ、そこでこれら生成物間の反応
が続けられる。

本発明の新規な系によれば、分類工程で得られた微細供
給部分の大部分が反応器の希薄相帯域に導入される。

粉砕工程で生じる微細物の量は、般に粗大物質の量より
多いので、反応器のこの帯域で「希薄」相流勧化および
熱加水分解反応を有するための条件は容易に確立するこ
とが出来る。

したがって、微細物の比較的大きな部分を希薄相流動反
応器により必要とされる条件により定義される量でこの
「拡大された」反応領域に導入することにより、示した
ような反応（１）〜（４）による微細物の熱加水分解が
行なわれる。

後で説明する理由のために、希薄相帯域での微細物の熱
加水分解は還元条件下で行うのが有利である。

これは、仕込みの炭素含量をわずかの酸素不足で燃焼さ
せることにより容易に達成することが出来、これによっ
である量の一酸化炭素および水素を含有する燃焼廃ガス
が生じる。

微細部分の炭素含量を所望程度の還元条件下で燃焼によ
り所望範囲以上の温度がもたらされる場合、膨張帯域の
冷却はたとえばＨ２Ｏの導入により達成することが出来
る。

微細供給原料を希薄反応帯域に仕込むと、所望のガス反
応生成物の中で実質的量の固体も随伴する廃ガスが生じ
るであろう。

これらの固体は、水溶解度を保証する比較的高いＮａ対
Ａ１モル比のアルミン酸ナトリウムを含有する。

したがって、残留ナトリウム化合物たとえばＮａＯＨを
Ｎａ ２０−ＸＡＩＩ２０ａに変換する前に廃ガスから
この生成物を除去することが有利である。

固体含量の除去は、通常の固−気分前装置の使用により
、たとえばサイクロンで便宜的に達成さ石る。

分離工程で回収される固体の一部は、クリンカー生成物
と一緒にされ、その大部分は熱加水分解反応器の希薄相
に再循環される。

次に、ダストを含まない廃ガスは、便宜的には希薄相流
動反応器としても維持される第三反応帯域に導入される
。

この希薄相反応帯域は、廃ガスの残留ナトリウム含有化
合物をＨＦに変換するために使用される。

これら化合物の変換は、Ａｌ２Ｏ３源たとえばボーキサ
イトまたはＡＩ！２０３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは０．３−３．
０であることが出来る）の導入により達成される。

種々のＸ値のＡ Ａ’２０ ｓ化合物の混合物はもちろ
んボーキサイトとＡｌ２Ｏ３・ＸＨ２Ｏとの混合物も使
用することが出来る。

Ａｌ２Ｏ３の粒径は、ナトリウム分と急速に反応し得る
表面を与えるために小さくなるように選ばれる。

その粒径は一般に４０〜５００ミクロンに維持される。

この反応帯域で添加されるアルミナ源の量は、Ｎａ対Ａ
１モル比が０．７〜１．０の第一希薄相帯域からのクリ
ンカー生成物を与えるような範囲にあるように選ばれる
。

これにより、この帯域では約０．３〜０．６のＮａ対Ａ
７モル比ということになる。

これによって、前記反応（４）による所望の変換が行わ
れる。

いＳかえると、第三反応帯域、即ち第二希薄相帯域では
所望の可溶性クリンカー生成物を得るように前記反応（
４）を達成にはＮａ対Ａｌのモル比は約０．３−０．６
の範囲が必要であることが分った。

この帯域へのＡｌ２Ｏ３源の導入ならびに対流および輻
射熱損失は、反応器の温度を逆反応をもたらし得る所望
の範囲以下に低下させ得るので、この反応帯域で適当な
温度条件を確保する手段を取らなければならない。

前述したように、第一希薄または膨張流動床反応帯域の
操作は、還元条件下で行うことが出来る。

したがって、第二希薄相反応器、たとえば第三反応帯域
に導入される廃ガスはＣＯおよびＨ２を含有するであろ
う。

酸素含有ガスをこの反応帯域に導入することにより、Ｃ
ＯのＣＯ２へのおよびＨ２のＨ２Ｏへの燃焼が完全なも
のとされ、それによって発熱条件が提供され、反応温度
を所望の範囲内に維持するのに十分な熱が提供される。

もちろん、前述の温度制御法は、反応系を通して所望の
温度制御を達成し得る多くの手段の１つとしてのみ与え
られるものであり、他の手段も等しく適用することが出
来、本発明は記載される制御法に限定されるものではな
い。

この第三段反応器から出る廃ガスは、いまや残留ナトリ
ウム化合物を本質的に含まず、廃ガスの固体含量を除い
てそのＨＦ含量の回収のために使用することが出来る。

前述したように、低Ｎａ対Ａｌ２Ｏ３比のＮ ａ２０
” ＸＡ １３２０３化合物からなる固体は、通常の固
−気分前手段たとえばサイクロンにより廃ガスから適宜
除去される。

分離工程で逆反応の可能性を回避するために、第三段反
応器帯域で使用されるものと実質的に等しい温度で分離
を行うことが推奨される。

捕集された固体は第三反応帯域に連続的に再循環される
。

また、ブリード（ｂｌｅｅｄ）流は再循環流から除去さ
れ、第一希薄流動化段階に相当する第二反応帯域に導入
される。

パージングにより除去される量は、新しいＡｌ２Ｏ３源
と置き代えられる。

もちろん、再循環流からのパージングは連続的または半
連続的であることが出来、同じことはパージされた量の
置換についても云える。

本発明は２つの反応を示す第１図に関して詳述されたが
、本発明の熱加水分解系は、反応帯域または段階が第２
図に示す方式により重ねられた関係にある単一反応器を
使用出来ることは明らかに理解されるべきである。

下記の例は、本発明の熱加水分解系の新規な面をさらに
説明するものである。

この例では、与えられたデータは実験および計算結果の
商業的寸法のスケールを大きくした熱加水分解プラント
への適合である。

表Ｉに示される組成を有する消耗アルミニウム還元電解
槽ライニングを、本発明による系で熱加水分解ｌこかげ
た。

消耗ライニングからＨＦおよびアルミン酸ナトリウムの
回収に使用される熱加水分解系は、濃厚相流動床を有す
る単一反応器を包含し、濃厚相床の上のフリーボード領
域に拡大または希薄流動床が維持された。

単一反応器からの廃ガスを微粉アルミナ源と接触させる
ために別の希薄相流動炉を使用した。

消耗ライニングを粉砕し、次いで粗大部分および微細部
分に分類した。

１．４〜２．４ｍ７１Ｌ （８Ｘ １４メツシユ）の粒
径を有する粗大部分は、粉砕消耗ライニングの約３０係
をなし、粒径約１朋未満の粒子からなる微細部分は全体
の約７０重量係をなした。

粗大部分もまた微細部分も熱加水分解前に分析した。

分析結果を表出に示す。熱加水分解系における所望の全
熱バランスは、系の全供給仕込を約４０００に５４／時
で制御することにより確立された。

適当な流動化条件のために、２４７５ｃＩｒＬ／分（標
準立方メータ７分）ノ流動化ガス流入を維持した。

濃厚相流動床の温度は約１２００℃に維持した。

この反応帯域への粗大部分の供給速度は１２００ＫＰ／
時に維持した。

この濃厚相帯域へ仕込まれた粗大部分を１５２０ＫＰ／
時と混合し、したがって、濃厚相床への全供給原料は２
７２０Ｋｐ／時に達した。

この混合物の炭素含量はこの帯域を１２００℃に維持す
るためのエネルギー放出を与えるのに十分であった。

微細物の残りを第一希薄相流動帯域に１２８０ＫＰ／時
の速度で仕込んだ。

希薄相反応帯域で所望温度（１２００℃）を維持するた
めに、輻射および対流損失と均衡を取り、かつ微細供給
原料の顕熱負荷を満足させならびに希薄相反応帯域に連
結された固体再循環ループに基づく熱損失を補償するた
めに５．０００，０００Ｂｔｕ／ｈ熱入力を与えた。

希薄相反応帯域への熱導入速度の制御は、炭素燃焼に利
用出来る酸素水準を制限することにより達成された。

濃厚相反応帯域に導入される流動化ガス組成は、次のよ
うであった。

： Ｎ２１５２ｓ例ｚ釈０２３３ＳｃｎＬ／分、Ｎ２０
５５５ｃｍ／分およびＣＯ２７ｓＣｒｆＬ／分。

濃厚相反応帯域から希薄相帯域へ入るガスの酸素含量を
制限することにより、微細部分の炭素含量の燃焼は不完
全になり、その結果−酸化炭素および水素が生成し、第
一希薄相反応帯域で還元条件が生じた。

濃厚相流動帯域に供給される粗大物質および微細物質の
組合せは、Ｎａの過剰を指摘する１、２３のＮａ：Ａ１
モル比をもたらした。

この合体仕込みの流動化により、ＮａＦおよびＮａＯＨ
からなるＮａ富化ガスが生成し、一方、合体仕込みの濃
厚相反応帯域における比較的長い滞留時間により、０．
９のＮａ：Ａ１モル比を有するクリンカー生成物（これ
は良く浸出された固体生成物の生成を示している）が生
成した。

濃厚相床を去りそして希薄相反応帯域に入る廃ガスは２
．０８ｃｒｔ′Ｌ／分のＮａＦおよびＮａ０Ｈｉ気を含
有した。

希薄相帯域に入る廃ガスの他に、残留微細物（１２８０
ＫＰ／ｈ）も濃厚床の表面の非常に近くでこの帯域に導
入された。

この希薄相反応帯域で水蒸気の存在下で蒸気と微細物間
の長い接触により、約０．９のＮａ：ＡＡモル比を有す
る固体Ｎ ａ２０ ＨＸＡ７２０：ｌＪ＝成物が生成せ
しめられた。

随伴固体を含むこの希薄相反応帯域からの廃ガスは、サ
イクロンに導き、そこで固体とガスの分離を行った。

０．９のＮａ：Ａ１モル比を有するアルミン酸ナトリウ
ムを含有する固体を濃厚相反応帯域からのクリンカーと
一緒にし、一方、蒸気状の１．０ａｃｒＩＬ／分のＮａ
Ｆ＋ＮａＯＨを含有する廃ガスを第二希薄相反応帯域に
導入した。

この反応帯域で、廃ガスを約５６重量係のＡｌ２Ｏ３含
量（１０００°Ｃに１時間加熱後測定）のボーキサイト
からなる微粉アルミナ源と接触させた。

この帯域に仕込まれたボーキサイトの粒径は、約１００
−２００ミクロンに保持した。

ボーキサイト添加の熱低減効果ならびに幅対および対流
に基づく熱損失を補償するために、空気を１９ｓｃｒＩ
Ｌ／分の速度でこの希薄相帯域に仕込んだ。

空気の酸素含量は廃ガスのＣＯおよびＨ２成分の完全燃
焼をもたらすのに十分であり、これによって約３，３０
０．０００Ｂｔ＄ｈ熱エネルギーが発生した。

これは、反応帯域温度を所望の１２００℃に維持するの
に必要な熱エネルギー人力に本質的に等しかった。

全熱加水分解系を通しての熱収支は、各反応帯域におけ
る温度条件を感知しかつ必要に応じて瞬間的な調節を可
能にするマイクロプロセッサ−（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅ
ｓｓｏｒ）により制御した。

第三反応帯域、たとえば第二希薄反応帯域にお＊＊いて
、Ｎａ：Ａ７モル比は十分のＡ ７２０３をボーキサイ
ト形で添加することにより約０．４のはシ一定の値に保
持した。

これによって、より低い平衡蒸気圧を示す比較的安定な
Ｎ ａ ２ ｏＸＡｉ２０３を生成させ、廃ガスから随
伴固体を分離後固体を含まない廃ガスが０．２ ｓ Ｃ
ｒｎ／ ｈのＮａを含有する蒸気しか含まない（全電解
槽ライニング仕込みの全ナトリウム含量を有効なアルミ
ン酸ナトリウム生成物へ９８係転化したことに相当する
）程度まで廃ガス中のＮａＯＨ蒸気圧を低減された。

第二希薄相反応帯域の後に連結される固体分離装置から
回収される固体は、この第二帯域へ再循環（７た。

回収された固体の一部は、第一希薄相帯域に仕込んだ。

対応する量のボーキサイト形のＡｌ２Ｏ３を第二希薄相
反応帯域に仕込んで反応帯域で所望のＮａ：Ａｎモル比
を維持した。

第二希薄相反応帯域にＡｌ２Ｏ３源を導入することによ
り、クリンカー生成物中のＮａ対Ａ１モル比を所望の０
．７〜１．０値に維持することが出来た。

表■および■は、本発明系で行われる熱加水分解法の物
質収支を与える。

表ｍおよび■に示される結果により、弗素回収およびＨ
Ｆ含有廃ガスから望ましくないナトリウム含有化合物の
除去に関して高い変換率が得られる本発明の熱加水分解
系の有効な性質が明瞭に指摘される。

本発明の詳細な説明されたが、本発明の精神および範囲
から逸脱することなく種々の変化、変更および修正が可
能であることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱加水分解系の操作を示す概略図、第２図は
単一熱加水分解反応器を示す概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解アルミニウム還元設備で発生する消耗および廃
   物質から弗素、アルミニウムおよびナトリウム分を回収
   するための熱加水分解法において、（ａ） 消耗および
   廃物質を粉砕し、粉砕物質を寸法により１．３〜５１ｎ
   １ｎの寸法を有する粒子からなる粗大部分および１間未
   満の粒子からなる微細部分に分類する工程、 （ｂ）濃厚相流動反応帯域およびその上に重ねられた少
   なくとも１つの希薄相流動反応帯域を有する熱加水分解
   反応器を用意する工程、 （Ｃ）粗大部分および微細部分の一部の混合物からなる
   供給原料を濃厚相流動帯域に仕込み、この供給原料を濃
   厚相流動帯域で水蒸気の存在下で９００〜１３００℃の
   温度で熱加水分解に供して濃厚相帯域から重ねられた希
   薄相流動帯域に入るＨＦと揮発性ナトリウム含有反応生
   成物とを含有する廃ガス、および流動床から除去される
   固体Ｎａ ２０ ” ＸＡＡ ２０３を生成する工程、
   （ａ） 供給原料として残留微細部分を第一希薄相流
   動帯域に仕込み、この部分を濃厚相帯域からの揮発物質
   および水蒸気の存在下で熱加水分解に供し、廃ガス中に
   おける追加のＨＦおよび揮発性ナトリウム含有化合物お
   よび固体 Ｎ ａ２０ ” ＸＡｌ！２０３生戒物を生成する工程
   、（ｅ） 濃厚反応帯域および第一希薄相反応帯域の
   両方でＮａ対Ａｄのモル比を０．７〜１．０の範囲に制
   御する工程、 （ｆ）固体生成物を廃ガスと分離し、ＨＦと揮発性すＩ
   −ＩＪウム含有反応生成物とを含有する、固体の存在し
   ない廃ガスを第二希薄相流動帯域に導入し、そこで４０
   〜５００ミクロンの粒径を有する微粉Ａｌ２Ｏ３源と接
   触させ、Ａｌ２Ｏ３源の量を反応帯域で０．３〜０．６
   のＮａ：Ａ１モル比を得るように制御し、Ａｌ２Ｏ３源
   をこの帯域に導入して揮発性ナトリウム含有化合物のＨ
   Ｆおよび固体Ｎａ２Ｏ・ＸＡｌ２Ｏ３への変換を本質的
   に完了する工程、 （ｇ） 固体と本質的にすｈ ＩＪウム化合物を含ま
   ないＨＦ含有廃ガスを分離し、廃ガスからＨＦを回収す
   る工程。 を特徴とする、上記熱加水分解法。 ２２つの希薄相流動反応帯域が、単一熱加水分解反応器
   に重ねられかつ相互連結された関係で配置される、上記
   第１項に記載の方法。 ３ 微細部分の熱加水分解に使用される濃厚相反応帯域
   および第一希薄相反応帯域が、単一反応器に配置され、
   残留揮発性ナトリウム含有化合物のＨＦおよびＮａ２０
   −ＸＡｌ２Ｏ３への変換に使用される第二希薄相反応帯
   域が別の反応器に配置させる、上記第１項に記載の方法
   。 ４ 第二希薄相反応帯域の温度が、第一希薄相反応帯域
   で熱加水分解を還元条件下で行ってＣＯおよびＨ２を生
   成し、ＣＯおよびＨ２を第二希薄相反応帯域で酸素の存
   在下で燃焼して第二希薄相反応帯域で所望の反応温度を
   維持するのに十分な熱を発生せることにより制御される
   、上記第１項に記載の方法。