[發明專利]一種稀土金屬及合金生產過程中的尾氣處理方法

有效

• 申請號: 201310063926.0
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103143235A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 鄭天倉;王小青;于兵;侯復生;呂衛東
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

應用領域：

本發明涉及一種可循環的氧化物熔鹽電解法生產過程中大量含氟尾氣的處理方法，特別涉及一種稀土金屬及合金生產過程中的尾氣處理方法，屬于稀土冶金中的尾氣處理領域。

背景技術：

氧化物熔鹽電解法是目前制備稀土金屬及合金的主導工藝，稀土金屬及合金在冶煉過程中所產生大量含氟尾氣目前還沒有合理有效的治理手段，同時在電解過程中所流失的稀土物料目前也沒有相對完善的解決方案，因此面對日益嚴格的尾氣排放標準，亟待開發一種合理有效的環保治理工藝方法。

目前工業上對稀土生產尾氣的吸收處理方法主要有兩種：一種是布袋除塵結合沸石吸收法，另一種是水噴淋吸收法。

前一種方法利用尾氣出口端設置布袋，對稀土氧化物粉塵物料進行回收，然后用沸石對含氟氣體進行吸收。布袋除塵可以對稀土氧化物粉塵物料進行部分收集，而沸石吸收含氟氣體基本無效，只能排入大氣當中。該法還因除塵布袋阻力大，而使設備動力消耗較高。后續方案主要是利用沸石在固態下對含氟氣體進行吸收，在尾氣實際溫度（30~50°C）下，沸石對含氟氣體的吸收基本無效果。

后一種方法，簡單地用水噴淋吸收工藝尾氣。該法對粉塵物料的洗滌有一定效果，但粉塵物料洗滌量大時，容易堵塞噴淋系統；而對廢氣中氟的的吸收效果，也會隨吸收液酸濃度的增大而變差。吸收最終產物也不能被本系統消化。

發明內容：

本發明的目的是針對目前稀土電解工藝尾氣處理方案中所存在的問題，提供一種以稀土元素陽離子鹽溶液為吸收液的稀土金屬及合金生產過程中的尾氣處理方法，利用可循環工藝，在降低超標排放物濃度的同時，將其轉化為生產物料，不產生對環境有影響的廢棄物，提高有價元素的利用率，降低生產成本。對稀土電解工藝的完善和科技含量和先進性的提高，都有重要意義。

本發明的內容包括以下步驟：

（1）利用含有與制備的稀土金屬及合金中同類稀土元素的稀土氧化物與無機酸反應，制成含同類稀土元素陽離子鹽，以用于后期配制吸收尾氣的吸收液；

（2）將步驟1中的陽離子鹽溶于水中并調成酸性溶液，制成吸收液，吸收液pH值的范圍為0.5~6.0，稀土鹽濃度為0.1~100g/L，將吸收液注入設置在電解爐尾氣出口端的吸收塔進行吸收操作，吸收含氟尾氣的工作溫度為-10~80°C；

通過對吸收液pH值的監控，判斷吸收液的狀況，確定向吸收液中補充步驟（1）所制鹽類的時機和數量，以保證吸收液的吸收能力；

（3）在尾氣吸收完成一個周期后，將吸收塔中的稀土氟化物沉淀從體系中分離出來，經洗滌、過濾、干燥操作后返回電解爐作為補充爐料，酸液經對pH值進行調整至0.5~6.0，繼續作為吸收液用于吸收含氟尾氣。

步驟（2）中所述的吸收操作采用的是噴淋法；

步驟(1)中所述的稀土元素陽離子鹽所涉及稀土陽離子對應的稀土元素為鑭、鈰、鐠、釹、釤、釓、鏑、釔；

步驟(1)中所述的酸性吸收液中的陰離子酸根為Cl^-、NO-?3、SO2-?4、CO2-?4。

本發明的優點是：所實現的利用稀土元素陽離子酸性溶液吸收電解尾氣相比傳統處理工藝而言，尾氣吸收能力已超過《稀土生產企業污染物排放標準》要求，最終使稀土電解行業具有環保、清潔的特點；用所生產稀土元素陽離子鹽溶液噴淋法工藝處理尾氣，氧化物粉塵經噴淋洗滌進入吸收液，從而補充了吸收液中的稀土離子，同時吸收液將氟化氫吸收并轉化為稀土氟化物沉淀，該沉淀物經洗滌、過濾、干燥后可成為電解生產的必需原料，提高了有價元素的利用率；整個吸收體系的吸收過程為一可循環過程，將未達到排放標準的元素轉化為再生爐料的同時，不產生需要排放的液體和固體廢棄物，避免了二次污染，且利用吸收后所生成的氟化稀土作為爐料補充，稀土電解工藝的環境友好性及經濟效益具有顯著提高。

具體實施方式：

實施例1：國內某電解生產鐠釹金屬企業工藝尾氣的吸收：

首先利用鐠釹氧化物與某無機酸反應生成鐠釹鹽，溶解形成濃度為0.1~100?g/L的溶液，加酸調整pH值到0.5~6.0成吸收液，注入專門設計噴淋塔形成電解尾氣吸收系統。將電解生產鐠釹金屬企業工藝尾氣導入吸收系統進行吸收操作。過程中對吸收液pH值進行實時檢測，確保吸收液吸收效果。在吸收液pH值小于0.5之后，適當補充鐠釹鹽。吸收完成一個周期后，將生成的鐠釹氟化物沉淀從體系中分離出來，經洗滌、過濾、干燥操作后，經化驗分析合格后返回電解爐作為補充爐料，酸液經適當調整則繼續吸收含氟尾氣。