基于LCA的离子型稀土和钕铁硼废料生产氧化稀土环境影响研究摘要
如何控制稀土环境影响是近些年以来稀土开发及产品生产在资源环境影响领域的重要研究方向。本文通过文献综述,对稀土环境影响进行文献计量分析,并剖析了离子型稀土浸矿加工、萃取分离过程和稀土废料回收研究进展;随后基于生命周期评价方法,以e Footprint生命周期评价系统为主要平台对开发离子型稀土和回收钕铁硼废料生产稀土产品这两个不同工艺过程进行建模计算,探究了两种途径对环境造成影响和节能减排评估结果。研究结果显示,每生产1kg混合单一氧化稀土,开发离子型稀土资源生产过程各指标贡献分别为SO2(9.94E-09 kg)、CO2(4.28E-09 kg)、NOx(4.88E-09 kg)、NH3-N(6.94E-09 kg)、COD(5.92E-10 kg)及IWU(9.06E-09 kg),回收钕铁硼废料生产过程的贡献分别为SO2(7.34E-09 kg)、CO2(2.62E-09 kg)、NOx(2.93E-09 kg)、NH3-N(6.87E-10 kg)、COD(2.06E-09 kg)以及IWU(1.95E-09 kg)。从节能减排评估视角而言,硫酸铵对开发离子型稀土资源生产过程的贡献是最大的;草酸对回收钕铁硼废料生产过程的贡献是最大的;盐酸和蒸汽的贡献在两种生产途径均需重视。研究认为,进行关键物质、流程分析以及敏感性分析,有助于寻找到开展有助于低碳绿色生产的切入点,进而避免需要进行末端治理过程所带来的污染转移或者转化。在开发离子型稀土资源生产氧化稀土等产品过程中,原地浸矿阶段使用的碳酸氢铵、硫酸铵和草酸是环境影响的主要来源,因而需要对该阶段进行工艺优化分析,从而有效降低该过程的潜在环境影响。在回收钕铁硼废料生产氧化稀土等产品过程中,氧化物沉淀阶段使用的草酸沉淀剂是潜在环境影响最大的辅料,则需针对该阶段进行工艺优化分析。此外,通过与氟碳铈矿源生产稀土氧化物LCA对比分析,发现在用水指标贡献上,以离子型稀土矿为原料是以氟碳铈矿为原料生产过程的5014倍。研究认为,镁盐浸矿工艺是否能有效缓解浸矿过程带来的环境影响还有待探究,但毫无疑问,回收稀土废料对于缓解稀土行业的环境压力有重要意义。不仅可以为中上游稀土企业踏上绿色低碳可持续发展的路径提供科学的指导和建议,更可为产业链下游的相关企业在选择中间稀土产品时提供有助于节能减排的根据。
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