稀土生产过程中常用的废气处理方法.doc

稀土生产中废气的产生过程及组成 稀土生产由于原、辅材料的不同，所采用的生产工艺也不尽一致。但在生产流程的许多工序都会产生废气，如氟碳铈矿浓硫酸焙烧法产生的含氟废气、稀土氯化物熔盐电解产生的含氯废气、稀土硅铁合金火法冶炼废气等。这些工序的共同特点是产生的废气量大、危害性大，对废气的处理工艺具有代表性。 ①硫酸焙烧法处理氟碳铈镧矿所产生的工业废气中含有害物质较多，主要有氟化氢、三氧化硫、二氧化硫、氟化硅和硫酸雾等。其产生过程如下： 浓硫酸分解稀土精矿的化学反应是比较复杂的，在低温段（窑尾）的反应更为剧烈，因此，有部分挥发后的硫酸雾也随尾气排出。此外，在焙烧窑的尾气中还有二氧化碳和少量固体颗粒（烟尘）。 ②稀土氯化物熔盐电解产生的含氯废气主要是阳极产生的氯气。其反应过程为： 2C1——2e—→Cl2↑ 在结晶氯化稀土电解时或氯化稀土脱水不完全电解时，还会产生氯化氢气体： 2RECl3＋3H2O→RE2O3＋6HCl↑ RECl3＋H2O→REOCl＋2HCl↑ ③用电弧炉生产稀土硅铁合金过程中会产生大量烟气，烟气由二氧化碳、一氧化碳、氟化硅、低价硅氧化物、二氧化硫等组成。这些成分主要来源于碳素炉衬和石墨电极参与反应、氟化钙与二氧化硅作用、硫酸盐的分解等。 （MeO）＋C→[Me]＋CO↑ 2(CaF2)＋2(SiO2)→(2CaO·SiO2)＋SiF4↑ (SiO2)＋[Si]→2SiO↑ MeSO4 △ MeO＋SO3↑ 此外，烟气中还含有大量的固体尘粒，也是硅铁合金生产废气中的重要害物。 ④除上述工序产生废气外，由于在湿法冶炼中所使用的化工材料也比较多，如：盐酸、氟氢酸、氢氧化钠、硝酸、氨等，它们与物料发生反应时，易挥发或排出氯化氢、氟化氢气体及硝酸雾、氨气等。这些有害气体不但对生产净化设备有极强的腐蚀作用，而且对人体和动植物等危害较大，对环境的影响也非常突出。 稀土生产中产生的主要废气组成如下表，可见，稀土生产工艺决定了它所排出的废气中是固态、液态和气态物质混合的烟气。因此，对废气进行处理，回收有用物质，降低废气的危害，具有一定的经济效益和环境效益。 表中 稀土生产中排出主要废气 稀土生产过程中常用的废气处理方法 ??? 废气的处理方法是根据废气中所含物质的性质来确定的。对于颗粒物，可采用旋风除尘器、布收尘器和静电收尘器等分离设备，借助于不同的外力对颗粒的作用，使其到由大到小逐级分离。 ??? 废气的净化，一般有冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧法和催化法等[7]。对于稀土生产中产生的SO2、NO2、NH3、HF、HCl、H2SO4（雾）等有害气体，通常采用适当的液体吸收剂或固体吸收剂进行净化处理，以达到分离有害气体的目的。吸收过程可分为物理吸收和化学吸收。常用的吸收剂有水、NaOH、Na2CO3、CaCO3和氨水等。而常用的吸收方法可分为喷淋吸收法（喷淋塔，填料塔）、泡罩吸收法（泡沫塔）、冲击吸收法（文氏塔、喷射塔）。 ??? 对废气的净化程度，以低于国家排放标准为根据。如表1是我国颁布的《大气污染物综合排放标准》GB 16297－1996（表中只列出与稀土生产有关的有害物质的排放标准）。稀土生产废气的处理规模，要根据各生产工序所排出的有害气体的浓度（或量）以及净化设备的效率来具体确定。既可以采用单级设备净化，又可以采用多级设备联合净化装置。但无论选用何种净化形式，都必须根据稀土生产废气的特点，选择净化设备，否则，达不到预期效果。下面，我们将对表2中所列稀土生产中排出废气的主要有害成分的净化方法分别叙述。 表1? 现有污染源大气污染物排放限值（部分） 序号 污染物 排放浓度/（mg/m3） 最高允许排放速率/（kg/h） 排气筒高度/m 一级 二级 三级 1 氧化硫 700 （硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物使用） 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1.6 2.6 8.8 15 23 33 47 63 82 100 3.0 5.1 17 30 45 64 91 120 160 200 4.1 7.7 26 45 69 98 140 190 240 310 2 氟化物 11 15 20 30 40 50 60 70 80 禁排 0.12 0.20 0.69 1.2 1.8 2.6 3.6 4.9 0.18 0.31 1.0 1.8 2.7 3.9 5.5 7.5 3 氯化氢 150 15 20 30 40 50 60 70 80 禁排 0.3 0.51 1.7 3.0 4.5 6.4 9.1 12 0.46 0.77 2.6 4.5 6.9 9.8 14 19 4 氯气 85 25 30 40 50 60