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廢鋁電解電極資源化技術-熱水解技術

• 廢棄物種類
  廢料
• 國內外技術
  國外
• 技術名稱
  廢鋁電解電極資源化技術-熱水解技術
• 技術簡介
  鋁電解爐之電極與耐火材料於製程操作時，將於表面附著冰晶石（Na3AlF6）、氟化鋁、氟化鈣、氧化鋁（alumina）與金屬鋁等槽液物質。當附著物重量達特定程度而影響生產作業時，必須更換電極與耐火材料，而產生富含氟化物（主要為冰晶石）之廢棄物。
  本技術係利用熱水解（pyrohydrolysis）方式，將鋁電解電極與耐火材料中之氟成分轉換成HF，再將HF進一步反應產生資源化產品。廢料先經破碎、粉碎至1.3-5 mm，再送入反應爐（多段式流動床或密壁爐）中，此時通入富含空氣、蒸汽與SO2之混合反應氣體，於850-880℃反應溫度下，將廢料中之金屬氟化鹽類轉換為金屬硫酸鹽類，氟成分則以HF氣體形式自反應爐中排出。熱水解反應產生之HF氣體可導入二次反應爐中，與氫氧化鋁反應生成AlF3；或利用冶煉級氧化鋁吸附HF，產生冰晶石與AlF3之混合物質，上述資源化產品均可重新投入鋁電解還原製程使用。此外，亦可將HF氣體導入苛性鈉與鋁鹽溶液中，可產製冰晶石產品。
  
• 技術特點
  1.
  氟化物之轉換率（轉換成HF）可達97%以上。
  2.
  反應溫度較傳統熱解技術低，廢棄物處理耗能較小。
  3.
  可有效解決以往氟化鈣與氟化鈉反應性差之問題，大幅提高廢棄物資源化效率。
  
• 資源化流程
  

  資源化流程說明：鋁電解爐之電極與耐火材料於製程操作時，將於表面附著冰晶石（Na3AlF6）、氟化鋁、氟化鈣、氧化鋁（alumina）與金屬鋁等槽液物質。當附著物重量達特定程度而影響生產作業時，必須更換電極與耐火材料，而產生富含氟化物（主要為冰晶石）之廢棄物。 本技術係利用熱水解（pyrohydrolysis）方式，將鋁電解電極與耐火材料中之氟成分轉換成HF，再將HF進一步反應產生資源化產品。廢料先經破碎、粉碎至1.3-5 mm，再送入反應爐（多段式流動床或密壁爐）中，此時通入富含空氣、蒸汽與SO2之混合反應氣體，於850-880℃反應溫度下，將廢料中之金屬氟化鹽類轉換為金屬硫酸鹽類，氟成分則以HF氣體形式自反應爐中排出。熱水解反應產生之HF氣體可導入二次反應爐中，與氫氧化鋁反應生成AlF3；或利用冶煉級氧化鋁吸附HF，產生冰晶石與AlF3之混合物質，上述資源化產品均可重新投入鋁電解還原製程使用。此外，亦可將HF氣體導入苛性鈉與鋁鹽溶液中，可產製冰晶石產品。
• 應用對象及領域
  1.
  鋁製造業。
  2.
  資源回收再利用機構。
  
• 資源化效益
  以本技術回收處理含氟廢棄物，所產生之HF反應氣體應用範圍廣泛，可產製多樣資源化產品，以冰晶石資源化產品為例，其具極高附加價值，且可有效解決廢棄物處理處置問題。
• 資料來源
  United States Patent and Trademark Office, United States Patent #4,355,017,Aluminum electrolytic cell cathode waste recovery, October 19, 1992