0 前言

80年代以来，我国稀土工业发展十分迅速，并取得了巨大的成就。从全世界看，我国已成为世界的稀土生产和消费大国，稀土产品出口量名列前茅。据了解，目前我国各种稀土冶炼厂近百家，主要的有30多家，可生产多种稀土产品，满足市场的要求。随着稀土生产的高速发展，稀土冶炼厂产出的有害废气量也增长很快。据统计，1990年我国稀土生产中产出的各种有害废气量比1980年约增长10倍多，危害因素在增加。

近十年来，我国稀土冶炼厂对产出的有害废气进行了有效治理，并取得了很好的效果，到1992年止，我国秤土冶炼厂对有害废气的处理比率达到85 %以上，废气处理的技术在不断提高与完善。新的处理技术成果，陆续用于生产实践。在新建的稀土冶炼厂中，对于有害废气的治理，坚持了“三同时”方针，即对产生有害废气的建设项目，实行“同时设计，同时施工，同时投产”的要求，确保了工厂建成投产后，废气达标排放，从而保护了环境，保护了生产人员和居民身体的健康，同时也促进了我国稀土工业的向前发展。但是还有极少数工厂对有害废气未作处理，造成对环境的污染，必须引起注意与重视。

1 目前稀土生产中的废气状况 1.1 有害废气的来源

由于稀土生产中选用的原料和化学试剂的差别，以及采用的生产工艺不同，使生产中产出的废气来源多样，归纳起来有下列两种来源:其一是由原料中带来有害物质。如包头稀土精矿中含有氟碳铈矿(RFCO₃)和萤石(CaF₂)，这两种矿物均含有氟(F)，其总量占6%~14%, 在处理过程中氟部分带入废气中而成为有害废气；用混合氯化稀土为原料，在熔盐电解时氯在阳极析出而带入废气内；用包头低品位稀土精矿进行熔炼稀土硅铁合金过程中，有不少粉尘，HF气和SO₂气进入废气。其二是从化学试剂带来有害物质.如用浓硫酸焙烧稀土精矿时，在高温条件下H₂SO; 分解产出SO₂气体及H₂SO₄雾进入废气；用浓盐酸分解南方离子型稀土矿(REO≥92 %)时，产出大量KCl气进入废气；用氯气直接高温氯化稀土精矿时，有一定量的氯气随炉气带走，造成排出废气含有害物质。

1.2 有害废气的种类

目前稀土冶炼厂在生产中产生的有害废气大致可分为三类：一是含粉尘的废气。如用熔炼法处理包头稀土精矿生产稀土硅铁合金时，从矿热炉排出的大量烟气，其中含有尘、HF气及SO₂气。二是含有害气体的废气，如熔盐电解时产生气态Cl₂; 分解南方离子型矿时排出HC1气的废气。三是含碱、酸雾和有机物的废气。在配HC1溶液时产生酸雾废气，在用烧碱分解精矿时排出碱雾废气，在萃取作业时逸入废气中的有机萃取剂及煤油气等。使排出废气含有害物质。

1.3 有害废气的特点

稀土生产中排出的有害废气具有下列特点:其一有害废气的产出量大。硫酸法焙烧稀土精矿（REO≥50%)的日处理量为10t时，产出有害废气约9500m³/h, 年排出量高达6900万m³; 熔盐电解法生产稀土金属产量为1.5t/d时，产出含氯废气达4.5万m³/h, 年排出量3.3亿m³; 生产稀土硅铁合金时排烟气量为l0000m³/h(400kVA矿热炉），年排量达7200万m³。其二废气中成分复杂处理困难。稀土火法生产时，排出的废气成分较复杂。如生产稀土硅铁合金排出的废气中含粉尘、HF气、SO₂气和P₂O₅气等，在处理时既要考虑除尘措施；又要净化除去HF和SO₂气，电解生产稀土金溟时产出的含氯废气中还有少量HC1气体，用Cl₂氯化精矿产生含氟、氯和少量粉尘的废气，所有这些都使处理工艺及设备变得十分复杂。’

1.4 有害废气的组成

稀土生产中的主要有害废气的种类及成分列于上表。

2 废气排放及大气环境质量

为了防止工业废气对大气的污染，保障人民的身体健康，国家制订了工业废气排放及大气环境质量等有关标准。

根据国家标准(GBJ4 —73)在排气烟囡高度为30米的条件下，排放的废气中部分有害物质的最高容许限量如下：氟1.8kg/h，二氧化硫34kg/h，氯5.1kg/h, 硫酸（雾）260mg/m³, 氯化氢2.5kg/h, 粉尘100 mg/m³。

居住区大气中有害物质最高容许浓度：

车间空气中有害物质的最尚笤许度：

3 有害废气的净化处理 3.1 净化处理的方法

目前有害废气的净化处理有下列几种方法，即冷凝法；吸收法；吸附法；燃烧法和催化法等。我国稀土生产中有害废气的净化处理主要采用吸收法和吸附法两种。常用的吸收剂为水及稀的烧碱溶液。常用的吸附剂为固体氧化钙(CaO)。

吸收法是用适当的液体吸收剂处理气体混合物，除去其中一种或多种有害物质。

吸附法是使有害气体与多孔性物质（吸附剂）接触，使有害物质(吸附质)被吸附在吸附剂固体表面上而从气流中分离出来。

上述两种方法已有工业实践，且已获得较好的净化效果。

3.2 稀土生产中有害废气的处理 3.2.1 含尘废气的净化

这种含尘废气采用了吸附法进行处理。用包头稀土精矿(REO~30%)为原料，在矿热炉中熔炼生产稀土硅铁合金，产出大量的烟气，含粉尘2.10g/m³, 氟0.38g/m³，二氧化硫0.55g/m³，排气量约l0000m³/h, (在400kVA矿热炉条件下)，采用CaO粉作为吸附剂，砂滤器为主要除尘设备的输送床干法净化工艺，其过程的化学反应式如下：

处理流程是：矿热炉排出烟气→集烟气→沉降→旋风除尘→砂滤除尘→废气→检测→排入大气。

主要设备有集烟罩、沉降器、旋风除尘器、砂滤器和排风机等。

废气净化后含氟 < l.0mg/m³, 除氟率99%;含二氧化硫 < 30mg/m³除二氧化硫率>92%;含尘 < 200mg/m³除尘率>99%, 净化后的废气可排入大气。

上述方法与湿法相比，具有工艺简单，设备少，净化率高，投资省，生产费用低及管琿方便等优点。

3.2.2 含氟废气的净化

采用吸收法处理此种废气，以较低温度的工业水作为吸收剂。用浓疏酸焙烧法处理包头稀土精矿(REO≥50%)产出大量的含氟废气，排废气量9500m³/h, 其中含氟14g/m³、还含少量SO₂及H₂SO₄气。含氯量超过排放标准47倍。

用三级填料塔进行逆流喷淋吸收，废气从塔底部进入，冷水从塔顶部淋下，使HF、SO₂、H₂SO₄气被水吸收而把有害废气净化，其过程的化学反应式如下。

净化流程是：回转窑排出废气→沉降→除混酸→喷淋吸收→气水分离→检测—排入大气。

选用设备有沉降器，除酸冷却塔，填料吸收塔，气水分离器和循环泵。

废气净化后使含氟由84kg/h降至0.096kg/h，除氟率97%~98%，SO₂及H₂SO₄也降至符合排放标准。此法工艺简单，成本低，但混合酸(H₂SO₄+HF)未能分开回收利用。

3.2.3 含氯、氟废气的净化

采用吸收法处理这种废气，选用稀的烧碱液作为吸收剂。用氯化法直接高温氯化包头稀土精矿(REO~60 %)过程中，从氯化炉排出含氟和氯的废气，排废气量ll00m³/h, 含氯19.1kg/h, 含氟7.1kg/h，分别超过标准3.7 5倍和3.94倍。用三级填料塔进行对流吸收，废气从下而上，稀的烧碱液由上而下，使氯和氟被吸收于烧碱液内而获得净化，其过程的化学反应式如下：

处理流程为:从氯化炉排出废气→冷却除杂→喷淋吸收→气水分离→检测→排入大气。

采用设备包括冷却塔，填料吸收塔，气水分离器和循环泵等。净化后废气含氯量降至0.039kg/h, 含氟量降至0.001kg/h, 净化率均达99 %。

3.2.4 含氯废气的净化

用混合氯化稀土作原料（含REO≥45%), 在熔盐电解槽中生产稀土金属，从电解槽上方排出大量的含氯废气，排废气量49000m³/h, 其含氯量0.2mg/m³, 还含少量HCl气等，氯气超标1倍。用稀的NaOH溶液于三级填料塔内进行逆流淋洗吸收，或用鼓泡式接触塔进行吸收(吸收液不流动，废气入液后逸出）。上述两种形式均可生成次氯酸钠(NaClO), 其过程的化学反应式如下：

这种净化方法的处理过程，采用设备及作业方法与4.2.3项相似。净化后废气中含氯由9.7kg/h降至0.l95kg/h, 除氯率达98%, 排出的废气符合排放标准要求。

3.2.5 含氯化氢废气的净化

用盐酸分解离子型稀土精矿(REO≥92%)过程中，在分解槽上部排出含HCl气的废气，排气量约5 60m³/h，含HCl气6kg/号, 超标2.72倍, 选用鼓泡式吸收塔进行吸收处理，塔的底部放入稀的NaOH溶液，废气通过稀烧碱液内后，HCl气被吸收净化后废气中含HCl气由6kg/h降至0.05kg/h，净化率99%。

4 结束语

目前稀土生产中的各种有害废气得到了有效的净化处理，取得了较好的净化效果。有害废气的处理技术水平也有了很大提高，对稀土生产起着重要的促进作用。

但是，有害废气的处理还要进一步加强，以提高和完善废气处理技术。要开展综合利用变废为宝，如用硫酸法焙烧包头稀土精矿中的废气净化，获得的混合酸(H₂SO₄+HF)再进行分离回收，扩大经济效益；要尽量减少有害废气的排出量，以减少生产费用；总结废气处理中的经验，进一步进行废气净化的研究工作，提高废气处理技术水平；加强对生产中废气的管理工作，保证排出废气所含有害物质稳定地达到排放标准，以保护环境不受污染，保障生产人员和居民的身体健康。

参考文献 略