稀土生产过程中的废气处理方法

稀土生产过程中的废气处理方法

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废气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、布袋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。

废气净化的方法，一般有冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧法和催化法等。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，废气吸收塔）、冲击吸收法（文氏塔、喷射塔）。除尘方法

对废气中粉尘的处理方法主要有机械除尘、过滤除尘、洗涤除尘和静电除尘等几大类。要根据废气中粉尘含量及粉尘的密度、粒度、带电性等性质合理选择除尘方法，才能获得理想的除尘效果。

（1）机械除尘机械除尘是利用重力、惯性力和离心力等机械力将尘粒从气流中分离出来的方法，它适用含尘浓度较高、粉尘粒度较大（粒径5～10μm以上）的气体，一般用于含尘烟气的预净化。这类除尘方法所使用的设备具有结构简单，气流阻力小，基建投资、维修费用和运转费用都比较低的优点；缺点是设备较为庞大，除尘效率不高。

按照对除尘起主要作用的机械力分类，常用的机械除尘设备有以下两类。

①重力除尘器也叫粉尘沉降室。它是利用重力和惯性力的作用进行除尘的设备，适用于粉尘粒度在40μm以上或密度较大的粉尘颗粒。含尘气体通过一个体积较大带有隔板的空室，使气流速度在0.5m/s以下，粉尘在重力与隔板撞击力的共同作用下，沉降在重力除尘器的底部而从烟气中分离出来。此设备的除尘效率为40%～60%。

②旋风除尘器是利用离心力的作用进行分离净化的除尘设备，适合于粒度大于20μm的烟尘。含尘气流从除尘器圆柱体的上部侧面沿切线方向进入除尘器，在圆柱与中央排气管之间的空间作旋转运动沿螺线下降，使尘粒受离心力作用而被甩到器壁后失去速度，与烟气分离并滑入灰斗。旋风除尘器的除尘效率一般为70%～80%，特点是结构简单，体积小，效果稳定。

（2）过滤除尘过滤除尘是使含尘气体气流穿过滤料，把粉尘阻留下来而与烟气分离的方法。适用于处理含尘浓度较低，粉尘粒度0.1～0.2μm的气体除尘，除尘效率可达95%～99%。此法常用与旋风除尘器配合使用。最常用的是袋式除尘器。滤袋的材料一般采用天然纤维、合成纤维、玻璃纤维或致密的细度、绒布、羊毛毡等。由于要求过滤材料有良好的力学强度、耐热性和耐腐蚀性，使其应用的广泛性受到一定程度的制约。

（3）洗涤除尘洗涤除尘是利用水液体对气体中的尘粒进行捕集，使粉尘与气体分离的方法。适用于各种除尘废气的处理，除尘效率一般为70%～90%，高效率的洗涤除尘器收尘率可达95%～99%。洗涤除尘装置由于气流阻力大，用水量大，功率消耗大，因而运转费用较高。同时，洗涤液必须经过处理后才能排放，因此还需要附设废水处理设施。

（4）静电除尘静电除尘是利用高压电场对粉尘的作用，使气体流中的粉尘带电而被吸附在集尘极上，之后在粉尘自身重力或振动作用下从电极落下，从而达到除尘目的的方法。适用于除去粒度0.05～20μm的细小粉尘，多用于含金属灰尘的回收，除尘率95%～99.5%。静电除尘器具有气流阻力小、处理能力大的优点，缺点是设备较大，维修费用高，不宜处理在电场中易燃易爆的含尘气体。

除上述除尘方式外，还有砂滤除尘、炭吸咐、泡沫黏附等除尘方法。在实际应用中，单一

的除尘方式往往不能去除废气中的所有粉尘，多数情况是几种除尘方式串联使用，甚至在除尘的同时可以去除一些有害成分，并以达到排放标准要求的指标。例如在矿热炉内生产稀土硅铁合金时，产生的含尘废气经过重力、旋风除尘后，用砂滤除尘，并用CaO作吸收剂，除尘率可达到99%，同时可除去99%以上的氟和92%以上的SO2。

废气中有害成分的净化

稀土生产中废气的主要有害成分是氟、氯，其次还含有二氧化硫等，对这些有害成分的分离净化常用吸收法，其原理是采用水或含有某种化学试剂的溶液作为吸收剂，在净化设备中吸收剂与气体逆流接触，吸收其中的氟、氯和二氧化硫等，从而使废气得到净化。

（1）含氟废气的净化稀土生产的废气中，氟多以HF和SiF4形式存在。在硫酸焙烧法处理氟碳铈镧矿时，按照完全分解后生成的HF理论量计算，分解lt精矿，要产出50～150kg 氟化氢，在烟气中的浓度可达14g/m3，氟含量超标47倍。根据HF和SiF4的特点，常用的处理方法有以下几种

含氯化氢废气的净化在盐酸分解离子型稀土精矿（REO≥92%）时，在酸分解槽上排出的气体量一般在6.0kg/h左右（开始反应时产出HCl较多，随后较少）[1]。对氯化氢的净化处理方法较多，有水吸收法、碱中和法、氨中和法、甘油吸收法等。碱吸收法较为简单，使用较为普遍。此法以碳酸钠溶液或稀烧碱溶液做吸收液，选用冲击式吸收法，使气液两相逆流接触，可获得较佳的吸收效果。吸收后的氯化钠水溶液进行蒸馏，即可制取工业用结晶氯化钠。氨中和法与此类似，可制取氯化铵。

废气中其他有害成分的净化在稀土生产中产生的废气除含有以上有害成分外，还有二氧化硫以及由重油、煤、天然气等燃料燃烧产生的少量氮氧化物等。对二氧化硫的方法可分为干法和湿法两大类。湿法常用水、氨水、氢氧化钠（钾）或碳酸钠（钾）溶液为吸收剂；干法采用固体粉末或颗粒（如锰粉）为吸收剂。废气中的氮氧化物主要是NO和NO2，废气中氮氧化物的利用和吸收方法较多，主要有碱吸收法、氨吸收法、崔化还原法、硫酸吸收法等。