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稀土精矿酸法冶炼中含氟废气治理技术分析

文档作者：田震煜文档来源：麓赣州鑫宇矿冶有限公司		点击数：	更新时间： 2022年04月11日
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稀土精矿酸法冶炼中含氟废
一田震煜麓赣州鑫宇矿冶有限公司。江西赣州341000
摘要：在稀土精矿的酸法冶炼中，会产生大量的含氟废气，经喷淋后会生成硫
酸和氢氟酸的混合液。其中的氟、硫都是有利用价值的化学物质，但由
于不好分离，回收中存在很大困难，所以现在还没有实现有效的再利用，
也没有合理的处理方法，基本上只能排出，从而对环境造成了严重的污
染，也浪费了资源。本文主要分析了稀土精矿酸法冶炼中的氟污染，并
就其冶炼中氟废气的治理技术进行了探讨，旨在为稀土冶炼相关研究人
员以及生产厂家提供参考。
关键词：稀土精矿酸法冶炼含氟废气治理技术
我国拥有丰富的稀土资源，其稀土储量占到全球的36．5％左右。
随着我国社会经济的发展，对稀土的需求越来越多，稀土的年产量逐年
增加。再加上相关科学、技术的进步，稀土工业逐渐变强，得到了进一
步的发展。随着稀土的开采与冶炼，其所产生的污染问题也越来越严
重，尤其是稀土精矿酸法冶炼中的含氟废气，不仅影响到了我国稀土工
业的可持续发展，还对环境造成很大的破坏。虽然现在很多厂家已经
开始重视对污染的治理问题，并采取了一些措施，但由于其处理成本过
高等原因，使其推行力度还远远不够，不能真正解决稀土冶炼中的氟污
染问题。
1 稀土精矿酸法冶炼氟污染的分析
不同稀土原矿所含的氟量是不同的，其含氟量呈现出明显的地区
差异。其中，包头的混合稀土精矿含氟量为9％一13％，四川牦牛坪的
氟碳铈矿含氟量为7％一11％，山东的氟碳铈矿含氟量为8％一10％。
而在我国的稀土精矿冶炼中，有60％以上都来自包头的稀土精矿，这种
稀土精矿现在主要采用“三代”酸法工艺，在其焙烧的过程中会产生大
量含氟、硫的酸性污染物。因此，稀土精矿在焙烧工序中的尾气是造成
氟污染的主要来源。据白银市环境监测站的检测数据显示，甘肃稀土
焙烧系统在处理包头稀土精矿中的排气量为每小时60000m3，其中s02
含有量为12434mg／m3，HF为615mg／m3，酸性雾为1517mg／m3，严重违
背了我国先行的《稀土工业污染物排放标准》。如果这些尾气不加以处
理就直接排放到大气中，就会对环境造成严重的污染。而同时，这些含
氟尾气又具有一定的经济价值，如果对其进行科学合理的处理，有效同
收其中的有用元素，不仅可以达到减少污染、保护环境的目的，还可以
实现资源的再利用，缓解我国的能源压力⋯。
2稀土精矿酸法冶炼中含氟废气治理技术
2．1干法除氟工艺
干法除氟通常采用碱性氧化物来作主要吸附剂，通过物理效应或
化学效应，对废气中的siF4、HF等含氟污染物进行吸附，使其到达固体
的表面层，从而有效除去尾气中的氟成分。按照所采用吸附剂物质的
不同，干法除氟大致主要有A1203法、CaC03法以及CaO法等。当采用
CaO作为主要吸附剂时，结合砂滤器的使用可对烟气中的s0：、HF等
物质以及粉尘达到较好的清除效果，有效净化冶炼中的尾气。其化学
原理主要用到了下面两个反应：
CaO+2HF=CaF2+H20
2CaO+2S02+02=2CaS04
这种净化方法的除氟率很高，在操作中无差错的情况下可达99％，
而且，对其它物质也有较好的去除效果，可除去超过92％的s02，超过
99％的粉尘，使冶炼所产生的尾气达到国家规定排放标准。此净化方
法的工艺流程很简单。便于操作，而且用到的净化设备很少，相对成本
及相应的生产费也很低，最重要的是，净化率还很高，因此，被广泛应用
于稀土精矿酸法冶炼中的氟气治理。而其它的吸附剂净化法相对净化
率就较低，应用也不及CaO广。
2．2酸法除氟工艺
酸法除氟工艺主要用到了三级喷淋塔，通过水的喷淋将冶炼尾气
·316·
气治理技术分析
中的CaF。、HF以及酸性雾等吸附出来，使其生成硫酸与氢氟酸的混合
液，当所吸收的混合液中的氢氟酸和硫酸到达一定的浓度时，加入恰当
的碱性物质进行中和，直至尾气达到排放标准再进行排放。此外，也可
将该混合液用作调浆液，进行焙烧渣的调浆，并通过泵将其送到防渗
的、专门的尾液库中进行储存，从而达到物质的再利用。这种除氟方法
的投资成本很低，效率很高，废液中的最终含氟量也较低，但是其操作
过程中对设备的腐蚀较严重，中和反应中产生的渣滓量很大，而且还会
造成二次污染。所以，应结合具体情况谨慎使用【2 J。
2。3碱法除氟工艺
碱法除氟工艺是指通过碱性物质来对冶炼尾气中的含氟、含硫等
酸性物质进行吸收的方法，目前经常使用的碱性物质主要有NaOH、氨
水等。因为碱性物质对酸性物质有较高的吸收率，因此可有效除去尾
气中的氟、硫元素，对氟的去除率更是超过了99％。因此，对碱法除氟
工艺的重视与研究都在逐日增加，在现代技术的支持下不断改进、完
善，现在已趋于成熟，其去除效率也得到了有效的提高。但是，在具体
的操作过程中，设备很容易出现问题，如结垢、管道堵塞等，给作业带来
很大的不便，而且对其处理起来也要耗费较高的成本，所以在实际的应
用中并不是很广泛¨J。
2．4回收利用法
根据稀土精矿酸法冶炼中产生的尾气的具体组成与特点，甘肃稀
土在冶炼中采用了分布净化、三效浓缩，分离、回收氟、硫的方法，可使
其焙烧过程中的尾气达标，且能回收约70％质量分数的氟化盐和硫酸。
由于焙烧尾气的自身性质，其中的三氧化硫在受到冷却后会生成硫酸，
具有低温下较好的吸收效果。因此，先由水吸收塔对冶炼尾气进行冷
却降温，再由水喷淋塔对其迸行逆流式的喷淋吸收，将尾气中硫酸雾、
s0，以及HF等去除。经过这一处理之后，尾气中所需去除的就只剩下
s0，，可用碱液喷淋塔对其进性进一步的处理，使尾气最终达到排放标
准。喷淋产生的废水为一种混合酸，其中含有硫酸和氢氟酸等，也需要
对其进行处理。首先，要对混合酸进行分离，实践证明，利用j效蒸发
器可以达到理想的效果。将温度调控在180％左右，在三效蒸发器的作
用下能在浓缩硫酸的同时将氟化物分离出来。此时，硫酸的浓度大约
为70％，而分离的气体可由流化床吸收塔进行初步处理，并经与碳酸稀
土的反应，最终生成氟化稀土”J。
3结束语
随着社会对稀土资源需求的增加，稀土的产量也在逐年递增，其精
矿冶炼中产生的含氟尾气对环境造成了很大的污染，逐渐成为现代稀
土行业发展的一个制约因素。虽然现在我国政府已经加强了对稀土冶
炼中氟污染治理的研究，提出了干法除氟工艺、酸法除氟工艺、碱法除
氟工艺等不同的除氟技术，在稀土冶炼企业中得到了一定的应用，也取
于导了一定的成效，但国家还应加强对稀土企业的监管，加大投资力度，
确保其相关治理措施落实到位，促进稀土工业的可持续发展，并推动我
国的环保建设。
参考文献
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津科技大学学报，2012，27(04)：74—78．
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2013，42(06)：637—640．
[3]杜长顺，李梅．包头稀土精矿处理现状及建议[J]．湿法冶炼，2010，
29(01)：l一4．
[4]李明浩．氟气污染控制及其综合利用[J]．山东工业技术，2014
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