摘要：中国是稀土资源生产大国，稀土资源对工业生产至关重要，被称为“工业黄金”。但稀土资源在开采和冶炼分离过程中都会对周边生态环境带来严重污染。文章开展相关研究实验，针对稀土冶炼分离过程中所产生的各种环境影响进行评估，通过研究提出一系列环境影响控制方法。

　　关键词：稀土冶炼分离；环境影响；评估实验；控制方法；LCA生命周期评价法

　　稀土原子结构特殊，电子能级表现丰富，所以其光、磁、电等诸多特性突出。作为工业黄金的稀土资源已经被广泛应用于机械、军事、电子等各种行业领域中。中国虽然稀土资源异常丰富，但是在开采加工中所造成的生态环境污染也颇为严重。文章将展开稀土冶炼分离实验活动，应用LCA（Life、Cycle、Asseessment）生命周期评价法，实现对工业生产过程的环境定量评估、效应评价，以及产品设计优化。采用该方法可以评估化工生产企业的稀土冶炼分离整个过程，了解能源消耗与环境污染排放真实状况，提出具体的稀土产品绿色生产改进方案。

　　1稀土冶炼分离环境影响评估实验

　　某些化工企业针对稀土的冶炼分离处理方法采用环境影响评估实验，专门引进LCA生命周期评价法。整个实验过程对冶炼分离所产生的生态环境污染分析透彻，评价框架建设完整。

　　1.1确定实验目的与范围

　　稀土冶炼分离生产生命周期对环境影响较大，所造成的生态污染不可估量，在识别生态环境污染关键因素时，需要提出一系列改进措施，确定实验的目的与范围。在对稀土冶炼分离加工环节，需要建立专门的实验评价功能单元，对企业中所生产的每一吨稀土进行监督，监督其冶炼分离生产过程，计算投入产出，以实现对环境污染影响的动态分析的目的。在明确实验目的后，还要确定实验范围，实验范围应该覆盖稀土冶炼分离的整个生命周期，具体包含冶炼、分离、生产，以及包装阶段，如图1所示咱1暂。

　　1.2分析清单内容

　　清单内容中包含数据来源和数据分析，二者都是LCA生命周期评价法实验中的关键分析对象。首先是数据来源，企业在冶炼分离稀土生产环节中会产生大量的生命周期数据，这些数据还被称为“实景数据”，其中所阐释的指标内容更为丰富，例如，能源、资源、污染物排放数据都罗列其中，数据的来源可信度较高。在LCA要求下，报告中的所有背景数据都必须具有代表性、完整性和一致性。清单中包含实景数据，实景数据完全依据化工企业的稀土冶炼分离生产流程提出。例如，清单内容中应当包含1台15t/h生物质锅炉、3伊1000m3盐酸储罐、1伊300m3硫酸储罐、1伊300m3液碱储罐等。

　　化工企业需要根据清单内容中设备数据来分析稀土冶炼分离工艺操作过程，如果项目年生产规模达到3000t/年，则采用串级萃取工艺的稀土总收率将逸92%。要参考项目中的《稀土行业准入标准》硬性条件分析这一数据，满足分析清单所提出具体的数据计算要求。

　　1.3环境影响评估

　　1.3.1环境污染类型影响评估

　　由于采用了LCA生命周期评价法，所以针对企业稀土冶炼处理后的环境影响评估主要围绕这一评价法展开，研究冶炼分离所产生的不可再生资源消耗、酸化反应、温室效应、健康危害等。对上述环境影响进行归一化评估处理，形成环境影响评估清单，如表1所示。

　　由表1可知，对化工企业中稀土冶炼分离进行归一化结果分析，可了解到不同冶炼分离产品对生态环境所产生的污染影响不同，要采用LCA法识别不同阶段的不同生态污染问题，筛选出影响较大的污染因子。

　　例如，在稀土酸溶、萃取这两道工序中，不但会对环境产生负面影响，也会伤害人类健康，形成灼伤或者有毒气体吸入风险。其中吸入风险的发生率为67.87%，灼伤风险的发生率为18.28%。究其原因，主要是稀土冶炼分离过程中会产生大量NOx、SO2，对人体产生危害，在灼烧工序中对环境污染影响占比最大，可达到43.33%。灼烧过程中所产生的大量CO2转化为光化臭氧合成物，这种合成物的占比比重较高，≥90%咱2暂。

　　1.3.2环境污染内容影响分析

　　不同工序对于生态环境污染所造成的影响更大，对不同工序进行分析，可以体现LCA全生命周期评价法的应用优势。

　　首先，在不可再生能源消耗污染环境中，环境污染影响最大的工序是沉淀工序，污染占比81.20%。因为沉淀工序所消耗的原油、煤炭材料较多，温室效应不可避免。另外酸化效应环境影响也很严重，对于参与生产的工作人员身体健康造成较大风险。其次，在酸化工序污染环境中，所产生的环境负荷类型较多，例如CO、CO2、CH4等。这些污染物产生量巨大，多种污染物联合形成光化学反应，对人体健康威胁极大。

　　总结来讲，稀土冶炼分离产品的不同生命周期过程中都会产生生态环境污染，进而污染环境，或威胁人类身体健康。所产生的温室效应（34.23%）、人体健康危害（51.10%）、光化合效应（12.88%）、酸化效应（0.38%）都不可小觑。所以采用LCA全生命周期评价法进行生产环境评估是必不可少的咱3暂。

　　2稀土冶炼分离环境影响的控制方法

　　2.1土壤环境污染影响的控制方法

　　传统稀土冶炼分离处理后续的土壤环境污染处理方法包含改土、电热修复、电动修复等。这些修复方法应用效果突出，但是由于矿区污染面积过大、污染含量过高、客土存在不足，所以采用上述方法均存在短板。例如，改土法的客土回填覆盖深度只有最多60cm，无法保证土壤结构良好、养分充足，改土后可能发生植被无法正常生长的情况。电热修复与电动修复可能造成土壤二次污染，且控制成本较高，不适用于大面积污染治理。如果采用固化剂对土壤实施固化修复，则可能导致土壤结构与肥力严重降低，而且控制成本也相对较高咱4暂。

　　因此，针对环境污染治理，化学修复法表现出更突出的优势。该方法对于土壤的肥力改良、稀土浓度、土壤pH值、氮磷钾含量的调整都是较为合理的。操作过程中按照一定比例配置改良剂，直接进行土壤固化，不但能够提高土壤肥力固化水平，还能改善表面活性剂修复效果。该方法的另一大优点是操作简易且成本低，可以适用于大面积土壤环境污染修复控制。例如，植物修复技术就是有效治理措施之一，该技术的修复治理细节更丰富，可以针对植物的不同部位进行调整，吸附、转移、固化植物土壤中根系，采用植物挥发、提取、固定法等进行修复处理，分析土壤中含量超标的某些轻稀土物质，再参考植物耐受性实施土壤修复。该技术方法的优势在于筛选某些富集植物内容，结合固定作用对植物土壤化学性质进行分析。如根据草本植物的水土保持与土壤结构改善来调整植物的栽种结构，对植物的群落稳定性以及多样性予以分析，在相对友好的生态环境下就能低成本修复植物群落，甚至这一技术也能渗透到更微小的微生物修复过程中咱5暂。

　　采用微生物氧化还原反应、细胞表面吸附反应来处理微生物，或采用更先进的稀土污染微生物——植物联合修复技术。新技术充分利用土壤中的大量微生物来降低稀土浓度，做好植物富集转移工作。如果稀土浓度过高，则需要了解到其中的微生物必然大量死亡；反之，稀土浓度过低时，则土壤中的微生物数量无法满足降解需求。所以要追求土壤中微生物浓度均衡，利用联合修复技术来修复土壤生态环境。在修复环节还要考虑一点，就是土壤生态中微生物的数量并不可控，这限制了技术应用，修复难度有所加大，应当进一步考虑采用植物——菌根联合修复技术。该技术在近年来才被引进国内，对于内生菌根结合植物的比重计算分析结果为90%。新技术可以适当扩大植物根系管径，为植物富集稀土元素创造条件，一定程度上满足了稀土冶炼分离治理修复要求。外生菌根主要根据增加的植物吸收稀土含量来分析提出污染治理方法，遵循成本消耗低、容易操作等原则来修复稀土污染土壤，为后续其他污染治理工作奠定良好基础咱6暂。

　　2.2水体环境污染影响的控制方法

　　化工企业在稀土冶炼分离时容易造成水体环境污染，对水体环境污染影响问题的分析主要围绕冶炼废水、矿渣堆放、废水运输管道泄漏、防渗层破裂或者人为因素等情况展开。如果废水pH值呈酸性且含有少量稀土元素，则造成水体环境大面积污染的可能性较高。目前，处理稀土冶炼分离所产生废水的技术措施很多，包括吹脱、蒸发浓缩结晶、汽提、化学沉淀、离子交换、膜分离等方法。文章主要针对蒸发结晶法进行阐述，其对水体环境污染的影响控制方法流程如下：

　　第一，运用蒸汽加热方法将溶液直接蒸发到饱和状态，直接析出结晶体。这一流程会消耗大量热能能量，在回收废水中的铵盐成分方面表现突出，能够为化工企业带来一定的经济收益。

　　第二，蒸发结晶法可以配合吹脱法联合使用。对废水pH值进行针对性调节，保证废水中的铵根离子与氨气朝正向移动，再将废水中的铵根离子直接氧化转化为氮气。

　　除蒸发结晶法以外，采用化学沉淀法、离子交换分离法也是可行的。前者能够处理某些污染较轻的低浓度氨氮废水，后者可以直接处理稀土冶炼分离后所产生的废水，通过二级反渗透膜来控制废水滤出浓度，将其控制在15mg/L左右，出水稀土浓度值控制为0，最后回收滤出后的稀土部分。

　　考虑到稀土在冶炼分离过程会产生大量皂化废水，冶炼过程中经过多道工序产生废水水质差异巨大。参考这一特征进行水体环境污染治理，主要原则还是追求高效率、经济性、保证废水处理技术开发前沿永远充满活力，提高稀土冶炼分离废水治理水平咱7暂。

　　2.3大气环境污染影响的控制方法

　　化工企业稀土冶炼分离过程中所产生的污染也会波及大气环境。稀土中的含氟量较高，最高达到14%，所以化工企业目前多采用的第三代酸法冶炼工艺。这种工艺在生产后会产生大量酸性污染气体，导致稀土在冶炼分离过程中尾气严重，尾气中的主要成分就是酸和氟，是大气污染的主要来源咱8暂。

　　化工企业采用干法除氟工艺能够解决大气污染环境问题，有效监控稀土的冶炼分离过程，将污染程度降到最低水平。因为这种工艺的成本较低，容易操作，净化率相对较高。另外还有酸法除氟工艺，它同样成本较低，但是设备容易腐蚀，进而产生更为严重的二次污染，需要加以注意。所以，采用干法除氟工艺对于消除稀土冶炼分离后所产生的废气非常有效，它能有效遏制大气污染问题，提高化工企业的绿色环保生产技术水平咱9暂。

　　总结来讲，稀土冶炼分离产品拥有一定的处理生命周期，这一生命周期可以采用LCA全生命周期评价法进行处理，有效监控周期中所产生的各种环境影响，做好评估工作并提出相应控制措施。例如，环境影响所造成的生产工序、工人健康危害影响较大，环境影响贡献率超过50%。所以，在稀土冶炼分离产品生产过程中应当注重各个工序的优化，控制污染气体产生影响土体、水体和大气。

　　3结语

　　综上所述，为有效解决稀土冶炼分离过程中所产生的污染影响，文章采用LCA全生命周期评价法进行各类污染影响分析，希望深入研究稀土冶炼分离过程的诸多技术细节，有针对性解决某些生态环境治理问题，提出围绕土壤、水体、大气所展开的污染治理措施，做好生态修复工作。伴随目前稀土冶炼分离污染问题的日益加重，化工企业在未来还需要进一步研讨稀土污染修复技术，合理规划稀土资源的冶炼分离技术内容，强化污染修复效能与机理作用，全面深度提高稀土资源的生产应用水平，为国家工业发展做出更大贡献。

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