稀土熔盐电解产生的含氟废气及粉尘的综合治理

郭连平 林秀龙 汤 勇

(江西南方稀土高技术股份有限公司，江西 赣州 341000)

1 前言

稀土熔盐电解制取稀土金属始于19世纪初期。初始熔盐电解用氯化物-氧化物系，60年代开始研究氟化物-氧化物系电解。因氯化物-氧化物系电流效率低、原料吸水性强易产生水不溶物对电解不利、同时析出氯气污染环境等众多缺点。所以稀土熔盐电解被后来氟化物-氧化物系所代替。氟化物-氧化物系电解析出气体一般为CO、CO2对环境污染小、电流效率高、原材料在空气中稳定、不易吸潮等众多优点。但是无论使用何种熔盐体系电解终究会产生废气及被气体携带的固体颗粒对环境造成一定污染。

2 电解过程使用的原料及设备

氟化物-氧化物系使用的原料有电解质氟化稀土-氟化锂、氧化稀土，辅材有石墨阳极、惰性阴极、钨钼坩埚等，电解设备有石墨电解槽、高频电源开关、电力变压器、引风机、水泵等环保设备。

3 生产原理及工艺流程图及目前治理现状

3.1 生产原理

氟化物-氧化物系熔盐电解生产原料主要氟化物-氟化锂为电解质、氧化物、金属钨(惰性、具有良的电导性、耐高温)为阴极，以石墨为电解槽、石墨为阳极，钨、钼坩埚为金属容器进行电解。

电解反应原理如下：

RE2O3+REF3=3REOF

REOF电离

REOF→REO++F-

H2O→2H++O2-

F-+H+=HF↑

阴极：REO++S=[REO+]s

[REO+]s=[RE3+]+[O2-]s

最后：[RE3+]+3e→[RE]s，[RE]s→RE

阳极：熔盐中阳离子被阳极吸附O2+S=[O2-]s

[O2-]s+2e=[O]s

[O]s+C=[CO]s

[CO]s→CO↑

另外：[CO]s+[O]s→[CO·O]s

[CO·O]s=[CO2]s

[CO2]s→CO2↑

图1 废气综合处理工艺流程图

3.2 废气治理现状

目前废气中的除尘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。要根据废气中的粉尘含量及粉尘的密度、粒度、带电性等性质河里选择除尘方法。……