一种回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法技术

本发明专利技术属于有色金属回收领域，具体涉及一种利用还原酸浸法分离并回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法。本发明专利技术首先在酸性溶液中利用还原剂将催化剂中的五价钒还原为更易溶的四价钒，然后用氧化剂再将酸性溶液中的四价钒氧化为五价钒，通过调节溶液的pH值，在一定条件下使五价钒充分水解而沉淀，收集沉淀经焙烧处理即可得到高纯度的五氧化二钒。本发明专利技术中的方法工艺简单，具有较强的可操作性，适合大规模生产，回收率可保证达到95％以上，且得到的五氧化二钒纯度高(98％以上)，可直接用于制备SCR脱硝催化剂的生产原料；不仅可以变废为宝、化害为益，还可以解决一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于有色金属回收领域，具体涉及一种利用还原酸浸法分离并回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法。本专利技术首先在酸性溶液中利用还原剂将催化剂中的五价钒还原为更易溶的四价钒，然后用氧化剂再将酸性溶液中的四价钒氧化为五价钒，通过调节溶液的pH值，在一定条件下使五价钒充分水解而沉淀，收集沉淀经焙烧处理即可得到高纯度的五氧化二钒。本专利技术中的方法工艺简单，具有较强的可操作性，适合大规模生产，回收率可保证达到95％以上，且得到的五氧化二钒纯度高(98％以上)，可直接用于制备SCR脱硝催化剂的生产原料；不仅可以变废为宝、化害为益，还可以解决一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和环境效益。【专利说明】-种回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法
本专利技术属于有色金属回收领域，具体涉及一种利用还原酸浸法分离并回收废旧 SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法。
技术介绍
选择性催化还原法（SCR)脱硝技术是我国目前最主要的发电厂烟气脱硝技术。据 统计，到2015年底前，全国完成的SCR实施工程总量将达到5. 7亿kW。在催化剂的使用过 程中，催化剂烧结、碱金属中毒、灰分堵塞、活性组分流失等问题都有可能造成对催化剂的 损害，最终导致催化剂失效。 随着SCR工艺的广泛应用，废旧的SCR脱硝催化剂将越来越多，预计从2014年开 始，每年将产生1. 2万吨废弃SCR脱硝催化剂，并且持续增加。到2018年，该量将达到3. 8 万吨，并保持稳定。失效的催化剂属于特种物品，倘若不加以处理而随意堆置，将占用大量 的土地资源，给企业带来不必要的成本增加。同时，催化剂在使用过程中吸附的有毒有害物 质，以及成分中所含的重金属元素等会进入自然环境，对环境造成严重污染。大量废旧催化 剂的累积不仅是一种浪费，而且会带来严重的环境污染。 另一方面，催化剂成分中的五氧化二钒成本最为昂贵。按目前市场上的价格，五氧 化二钒的价格为15?16万元/吨，SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的质量百分数为1? 5%。2018年后，每年3. 8万吨的废弃SCR催化剂中约含有380吨五氧化二钒，这些成分若 不能被回收利用，将造成严重的浪费。因此，废旧的SCR脱硝催化剂需要得到合理的处置。 对废旧SCR脱硝催化剂成分进行回收利用，既可以变废为宝、化害为益，还可以解 决一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和环境效益。因此，研究和发展废 旧SCR脱硝催化剂的回收利用技术无论从经济发展的角度还是环保的角度来说都是具有 重要意义的。针对上述问题，本专利技术针对废旧SCR脱硝催化剂，围绕着钒的化学性质和特 征，以现有的相关研究进展为基础，探索从废旧SCR脱硝催化剂中分离并回收五氧化二钒 的方法，得到了合理有效，适合生产规模大型化的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够合理有效的回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化 二钒成分的方法。 根据本专利技术提供的方法，该方法包括以下步骤： (1)、首先将原料废旧SCR脱硝催化剂粉碎至干粉状，并对其进行高温焙烧； (2)、在酸性溶液中加入还原剂以及步骤⑴中焙烧后的干粉状废旧SCR脱硝催化 齐U，将溶液加热且充分搅拌； (3)、充分反应后，对溶液进行抽滤，得到上层含钒清液和下层滤渣； (4)、以滤渣代替步骤（1)中焙烧后的干粉状废旧SCR脱硝催化剂，重复数次上述 步骤（2)和（3)，收集得到多个含钒清液样品； (5)、将上述多个含钒清液样品混合，而后进行浓缩，并加入氧化剂； (6)、向上述步骤（5)所得的溶液中加入碱液调节pH值，对溶液进行加热并搅拌， 使溶液中的含钒离子充分水解并沉淀； (7)、收集水解产生的沉淀，经过高温焙烧后即得到五氧化二钒。 优选的，所述的步骤（1)中，废旧SCR脱硝催化剂是含有五氧化二钒活性成分的 SCR脱硝催化剂。 优选的，所述的步骤（1)中，废旧SCR脱硝催化剂可以是波纹式催化剂、板式催化 剂或蜂窝式催化剂中的至少一种。当然，也不排除其它形状的催化剂，简言之，本专利技术所述 的方法适用于任何形状的废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的回收方法。 优选的，所述的步骤（1)中，废旧SCR脱硝催化剂经粉碎后，粒径满足100?500 目。 优选的，所述的步骤（1)中，焙烧温度为500?800°C，焙烧时间为1?10h。 优选的，所述的步骤（2)中，酸性溶液的溶质可以是甲酸、乙酸、盐酸、硫酸或硝酸 中的一种或者上述物质的任意组合，且体积浓度满足5?30%。 优选的，所述的步骤（2)中，还原剂可以是无水亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、 乙二醇、丙三醇、异丙醇、乙醛、甲酸钠或抗坏血酸中的一种或者上述物质的任意组合。 优选的，所述的步骤（2)中，还原剂与五氧化二钒成分的摩尔比满足（2 : 1)? (10 : 1)。 优选的，所述的步骤（2)中，加热温度为50?180°C。 优选的，所述的步骤（2)中，反应时间为3?9h。 优选的，所述的步骤（5)中，氧化剂可以是高氯酸钾、氯酸钾或高锰酸钾中的一种 或者上述物质的任意组合。 优选的，所述的步骤（5)中，浓缩后的溶液中钒浓度满足5?60g/L。 优选的，所述的步骤￠)中，调节pH值的溶液可以是氢氧化钠溶液或氨水且调节 后溶液pH值满足1. 5?3. 5范围。 优选的，所述的步骤（6)中，加热温度为50?180°C。 优选的，所述的步骤（7)中，焙烧温度为500?800°C，焙烧时间为1?5h。 本专利技术的有益效果为： 本专利技术首先利用还原剂在酸性环境下，将废旧SCR脱硝催化剂中的五价钒成分还 原为易溶于水溶液体系的四价钒成分，从而实现钒从SCR脱硝催化剂中的分离，同时该体 系不会溶解SCR脱硝催化剂中的其他成分（二氧化钛、三氧化钨、三氧化钥、玻璃纤维、高岭 土等），确保钒的高效分离；待钒成分从催化剂中分离出来后，再利用氧化剂将含钒溶液中 的四价钒成分氧化为五价钒成分，再通过调节含钒溶液的pH值，使得钒发生水解而沉淀， 从而实现钒成分的有效分离及回收。本专利技术中的方法工艺简单，具有较强的可操作性，适合 生产规模大型化，回收率可保证达到95%以上，且得到的五氧化二钒纯度高（98%以上）， 可直接用于制备SCR脱硝催化剂的生产原料；不仅可以变废为宝、化害为益，还可以解决一 系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和环境效益。 【具体实施方式】 本专利技术提供了一种回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法，下面结合 【具体实施方式】对本专利技术做进一步说明。 实施例1 实施例1描述了一种回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法，其具体 的步骤包括： (1)、首先将原料废旧SCR脱硝催化剂粉碎至粒径在100?200目范围内，在650°C 条件下进行高温焙烧4h ; (2)、配制10%的盐酸溶液1L，加入7. 02g无水亚硫酸钠以及步骤（1)中焙烧后的 3〇〇g干粉状废旧SCR脱硝催化剂，无水硫酸钠与五氧化二钒的摩尔比为3 : 1，在70°C条件 下加热搅拌5h ; 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收废旧SCR脱硝催化剂中五氧化二钒成分的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)、首先将原料废旧SCR脱硝催化剂粉碎至干粉状，并对其进行高温焙烧；(2)、在酸性溶液中加入还原剂以及步骤(1)中焙烧后的干粉状废旧SCR脱硝催化剂，将溶液加热且充分搅拌；(3)、充分反应后，对溶液进行抽滤，得到上层含钒清液和下层滤渣；(4)、以滤渣代替步骤(1)中焙烧后的干粉状废旧SCR脱硝催化剂，重复数次上述步骤(2)和(3)，收集得到多个含钒清液样品；(5)、将上述多个含钒清液样品混合，而后进行浓缩，并加入氧化剂；(6)、向上述步骤(5)所得的溶液中加入碱液调节pH值，对溶液进行加热并搅拌，使溶液中的钒离子充分水解并沉淀；(7)、收集水解产生的沉淀，经过高温焙烧后即得到五氧化二钒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆强，陈晨，张阳，董长青，杨勇平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11