一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法技术

本发明专利技术提供了一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，属于电解尾气处理技术领域，包括：(1)除去颗粒物；(2)喷淋吸收含氟气体；(3)固态稀土氧化物或稀土氢氧化物吸收含氟尾气；本发明专利技术利用稀土氧化物代替石灰水或氢氧化钠水溶液对电解尾气进行吸收处理，减少了尾气中的有害物质，生成的稀土氟化物经过后处理，可以作为电解原料加入到电解炉中，实现电解尾气处理产物的循环利用。

A Green and Environmental Protection Method for Electrolytic Tail Gas Absorption of Rare Earth Metals and Alloys by Molten Salt Electrolysis

The invention provides a green environmental protection electrolytic tail gas absorption method for molten salt electrolysis of rare earth metals and alloys, which belongs to the technical field of electrolytic tail gas treatment, including: (1) removing particulate matter; (2) spraying absorption of fluorine-containing gas; (3) solid rare earth oxides or rare earth hydroxides absorption of fluorine-containing tail gas; the invention uses rare earth oxides instead of lime water or sodium hydroxide aqueous solution to electrolytic tail gas. The harmful substances in the tail gas are reduced by absorption treatment. The rare earth fluoride can be added into the electrolytic furnace as electrolytic raw material after post-treatment to realize the recycling of the electrolytic tail gas treatment products.

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法
本专利技术属于电解尾气处理
，特别是涉及一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法。
技术介绍
稀土是重要的战略资源，素有“工业味精”的美誉。稀土元素是活性很强的金属，在通常条件下难以用一般的方法从其化合物中提炼出来。工业生产中主要采用熔盐电解法和金属热还原的方法由稀土的氧化物、氟化物和氯化物制取稀土金属或其合金。目前，熔盐电解法已广泛应用于大规模生产稀土金属。氟化物体系熔盐电解技术是制备轻稀土金属常用的方法。该技术在电解过程中在阳极会产生含氟尾气，含氟尾气是有害气体需经过处理后才能达标排放。现有的技术是用石灰水或氢氧化钠水溶液进行吸收处理，吸收生成的产品中含有危险固废物；而且碱洗塔中的碱液易变成酸液而逐渐过饱和，这时吸收率下降导致吸收不完全而排放出氟化氢气体，造成环境污染，同时电解尾气处理产物无法在生产中继续使用，需要额外的处理流程和处理费用进行处理。
技术实现思路
本专利技术介绍了一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，能改善上述现有技术的不足之处。本专利技术的目的通过下述方法来实现：一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，步骤如下：S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二。进一步的，还包括步骤S3，将固态稀土氧化物或固态稀土氢氧化物作填料设于排气烟囱内，将尾气二排入排气烟囱中，对尾气二中的含氟气体进行进一步的吸收，反应生成稀土氟化物固体。进一步的，还包括步骤S4，在生产一个周期后，对烟囱内的填料进行更换。进一步的，还包括步骤S5，将回收液进行压滤、烘干和洗涤，形成稀土氟化物固体。进一步的，还包括步骤S6，将S2和S4中稀土氟化物固体作为电解原料加入到电解炉中。作为优选，淋洗塔内的反应温度控制在0～60℃。作为优选，淋洗塔内的反应温度控制在25～40℃。作为优选，所述的稀土氧化物为La2O3、Pr7O11、Ce2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、YO3、和Sc2O3中的一种或几种的组合。作为优选，所述稀土氧化物为La2O3或Nd2O3或La2O3和Nd2O3复合氧化物。熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气中的主要成分是CO2、含氟气体和少量氟化物颗粒。其中氟化物颗粒经过旋风除尘，大部分沉降下来，少部分随着气体进入到淋洗塔中，经过喷淋沉降下来。含氟气体和CO2可与稀土氧化物水溶液反应生成氟化稀土和碳酸稀土，反应方程式如下：RE(OH)3+3HF→REF3↓+3H2O2RE(OH)3+3CO2→RE2(CO3)3↓+3H2O4RE(OH)3+3CF4→4REF3↓+6H2O+3CO2本专利技术采用稀土碱溶液作为吸收介质，相比于酸溶液，吸收效率较高；利用稀土氧化物代替石灰水或氢氧化钠水溶液对电解尾气进行吸收处理，生成稀土氟化物。上述稀土氟化物经后处理可作为原料直接应用到熔盐电解体系中，提高了资源的利用率，降低生产成本。同时也可以将固态的稀土氧化物或氢氧化物作为填料放置在排气烟囱内，进一步吸收残留的含氟尾气，达到降低电解尾气中的含氟量，实现绿色环保电解的目的。具体实施方式以下实施例仅用于说明本专利技术，但不限制本专利技术的保护范围。实施例中所用的稀土氧化物为：La2O3、Pr7O11、Ce2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、YO3、和Sc2O3中的一种或几种的组合。所用的稀土氢氧化物为：上述稀土氧化物与水反应生成的稀土氢氧化物，反应方程式如下：RE2O3+3H2O→2RE(OH)3稀土氢氧化物粉末的制备方法是：将上述稀土氢氧化物在30～250℃下加热保温1至8小时，即可得到稀土氢氧化物粉末。实施例一一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，步骤如下：S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，淋洗塔内的反应温度控制在25℃，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二。熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气中的主要成分是CO2、含氟气体和少量氟化物颗粒。其中氟化物颗粒经过旋风除尘，大部分沉降下来，少部分随着气体进入到淋洗塔中，经过喷淋沉降下来。含氟气体和CO2可与稀土氧化物水溶液反应生成氟化稀土和碳酸稀土，反应方程式如下：RE(OH)3+3HF→REF3↓+3H2O2RE(OH)3+3CO2→RE2(CO3)3↓+3H2O4RE(OH)3+3CF4→4REF3↓+6H2O+3CO2实施例二本实施例包括实施例一的所有内容，特别的是：淋洗塔内的反应温度控制在40℃。实施例三本实施例包括实施例一的所有内容，特别的是：淋洗塔内的反应温度控制在0℃。实施例四本实施例包括实施例一的所有内容，特别的是：淋洗塔内的反应温度控制在60℃。实施例五本实施例包括实施例一的所有内容，特别的是：淋洗塔内的反应温度控制在30℃。实施例六本实施例包括实施例一的所有内容，特别的是：淋洗塔内的反应温度控制在32℃。实施例七一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，步骤如下：S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，淋洗塔内的反应温度控制在26℃，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二；S3.将固态稀土氧化物或固态稀土氢氧化物作填料设于排气烟囱内，将尾气二排入排气烟囱中，对尾气二中的含氟气体进行进一步的吸收，反应生成稀土氟化物固体，反应方程式如下：RE2O3(固)+6HF(气)→2REF3+3H2ORE(OH)3(固)+3HF(气)→REF3+3H2O实施例八S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，淋洗塔内的反应温度控制在35℃，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二；S3.将固态稀土氧化物或固态稀土氢氧化物作填料设于排气烟囱内，将尾气二排入排气烟囱中，对尾气二中的含氟气体进行进一步的吸收，反应生成稀土氟化物固体；S4.在生产一个周期后，对烟囱内的填料进行更换，以保证填料对含氟气体的吸收能力。实施例九S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，淋洗塔内的反应温度控制在28℃，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二；S3.将固态稀土氧化物或固态稀土氢氧化物作填料设于排气烟囱内，将尾气二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，其特征在于:步骤如下：S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二。

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，其特征在于:步骤如下：S1.将电解尾气排入旋风除尘装置，将尾气中氟化物颗粒除去，形成尾气一；S2.将尾气一排入淋洗塔，使用稀土氧化物的水溶液喷淋尾气一，进一步沉降尾气一中的颗粒物，并与尾气一中的含氟气体和CO2反应生成氟化稀土沉淀，形成回收液和尾气二。2.根据权利要求1所述的绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，其特征在于：还包括步骤S3，将固态稀土氧化物或固态稀土氢氧化物作填料设于排气烟囱内，将尾气二排入排气烟囱中，对尾气二中的含氟气体进行进一步的吸收，反应生成稀土氟化物固体。3.根据权利要求2所述的绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，其特征在于：还包括步骤S4，在生产一个周期后，对烟囱内的填料进行更换。4.根据权利要求3所述的绿色环保熔盐电解稀土金属及合金的电解尾气吸收方法，其特征在于：还包括步骤S5，将回收液进行压滤、烘干和洗涤，形成稀土氟化物固体。5.根据权利要求4所述的绿色...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾文洲，颜浩，曾佳，韩立国，周林，逄増栋，邓之金，杨桂林，严俊，夏爽，郭礼伟，朱清逸，肖银，徐建林，王霞，游芳，文涛，何继谋，
申请(专利权)人：乐山有研稀土新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51