一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法和装置，该方法包括：S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；S2，过滤硫酸氧钛溶液，滤渣备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，得TiO2；S5，将S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，得偏钒酸氨沉淀；偏钒酸氨沉淀煅烧，得V2O5；S6，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量氨水反应后，过滤；滤液加热，生成仲钨酸铵晶体；将该仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，得WO3。本发明专利技术可将V、Ti、W三种组分完全分离出来。

【技术实现步骤摘要】
一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法和装置
本专利技术涉及一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法和装置，属于废烟气脱硝催化剂回收

技术介绍
SCR脱硝技术是电厂达到超净排放的必要手段，催化剂作为SCR脱硝技术的核心部分，在运行过程中会由于磨损或堵塞等原因失去活性。部分能再生的催化剂再生后可以继续使用，而不能再生的催化剂则面临合理利用和处置的境地(即使能再生的催化剂再生2～3次后，也无法再生，需要进行合理利用和处理)。目前国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋，但我国火电厂较多，每年产生的废弃脱硝催化剂数量非常可观。据不完全统计，我国每年废弃脱硝催化剂的产量为5万吨，而从废弃的脱硝催化剂中可以回收的TiO2有4万吨左右，V2O5有500吨以上，WO3有2500吨，尤其是对于V2O5和WO3，其价格非常昂贵。因此无论是从经济角度还是环保角度考虑进行废弃脱硝催化剂的回收利用都是很有必要的。另外，由于国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋，国内对于脱硝催化剂的回收利用技术处于研究和摸索阶段，目前为止还未见工业化报道。通过检索发现，目前关于废弃脱硝催化剂的回收利用技术主要包括3种方式：1.高温焙烧法(如专利申请CN103088217A；CN101921916A；CN103508491A)；2.先用碱性溶液处理，再加入酸液处理(如专利申请CN102936049A；CN102936039A)；3.直接用酸液处理(如专利申请CN103130265A)。但是采用上述的高温焙烧法回收脱硝催化剂耗能较多，根本不适合工业化生产；先用碱液处理，再用酸液处理的方法回收脱硝催化剂，一方面试剂浪费严重(比如所需碱液过量，多余的碱液再利用酸液中和处理)，不利于资源的有效利用，另一方面，在催化剂的回收过程中生成Na2SiO3胶体，那么在利用过滤的方式进行固液分离时，胶体很容易和沉淀一起留在滤纸上，导致分离不完全，进而导致TiO2、WO3和V2O5提取纯度较低，同时提取效率也较低；此外，现有技术中，二氧化钛的提取方法多为先钠化，然后再加入硫酸逐步分离，其操作复杂且耗费原料较多；直接用酸液回收处理脱硝催化剂，虽然其生产的TiO2能够与钛白粉的生产工艺衔接，工业化效益也很明显，但是根据CN103130265A的记载，其仅仅可以将TiO2与WO3、V2O5分离，而V2O5和WO3均属于金属氧化物，性质相近，且废烟气脱硝催化剂中含有TiO2及玻璃纤维的混合物，因此将V2O5和WO3分开却是非常不容易。因此当前急需一种技术将废烟气脱硝催化剂中的TiO2、WO3和V2O5分别提取出来。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法和装置，它可以有效解决现有技术中存在的问题，从废烟气脱硝催化剂中同时提取得到纯净的TiO2、WO3和V2O5。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法，包括以下步骤：S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；S2，过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理后，过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；S6，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量氨水反应后，过滤；所得滤液加热，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3。步骤S2中，产生的滤渣(含WO3、SiO2和Al2O3)收集起来，加入过量氨水，SiO2和氨水不反应，Al2O3、WO3和氨水的反应方程式为：Al2O3+NH4OH＝Al(OH)3↓+H2OWO3+2NH4OH＝(NH4)2WO4+H2OWO3和氨水的反应缓慢，需在室温下浸泡5天才能反应完全，将完全反应的上述溶液过滤，滤渣是SiO2和Al(OH)3混合物，滤液是(NH4)2WO4溶液，从而提高了WO3的回收效率，实现了多联产，而且所得的SiO2和Al(OH)3混合物可作为产品出售，用于制作耐火材料。优选的，步骤S1具体包括以下步骤：S11，将催化剂粉碎成160～200目的催化剂粉末，从而使得反应更充分；S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.5～1.8的比例加入85％～92％的浓硫酸并加热至150～180℃，开始反应后停止加热，反应30min，冷却至75℃；其中，若硫酸的浓度过高，则反应放热不容易控制，硫酸浓度过低，反应时间又过长，并且不能保持温度；而本专利技术采用上述的硫酸浓度及温度，从而可以使得反应平稳进行；S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.5～0.6的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液(所得的溶液除钛液外，还含有可溶性盐类(如硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸氧钒等)，废催化剂中含有的不溶性氧化钨以及水合氧化硅等组成的胶体)，其中，根据此比例加入水，从而可以使得生成的硫酸氧钛溶液更纯。步骤S1采用上述步骤，从而可以提高所提取的TiO2、WO3和V2O5的回收率和纯度，尤其是将催化剂粉碎成180～200目，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.6的比例加入85％～88％的浓硫酸并加热至160～180℃，按照催化剂与水的重量比为1：0.6的比例加入水时，所得TiO2、WO3和V2O5的回收率更高，同时TiO2的纯度也更高。优选的，步骤S2所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物具体包括以下步骤：S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至70～100℃并浓缩至150～200g/L；从而可以有效的将沉淀和滤液分离；S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：0.8～1的比例加入水进行水解，得水解产物，从而可以水解至合适比例，有利于丰富分离产物，提高TiO2的回收效率。更优选的，上述的步骤S21中，滤液加热至90℃并浓缩至200g/L，该滤液的浓度和温度可以更好的进行水解，从而进一步提高TiO2的回收效率。优选的，步骤S2中，过滤硫酸氧钛溶液之前，加入浓度为1％的聚丙烯酰胺，将其中的胶体聚集成大颗粒，从而有利于在过滤中去除全部杂质，提高产物纯度。前述的从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法中，步骤S3中所述的将水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀具体包括：将水解产物冷却至30～40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀，利用上述条件，从而可以分离得更完全，进一步提高TiO2的回收效率。优选的，将水解产物冷却至40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀，从而可以获得高质量的水解产物(水解产物的粒度更好)，从而进一步提高TiO2的回收效率。本专利技术的步骤S4具体包括：S41，将偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；S42，在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；S43，盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO2。步骤S4采用以上步骤，洗去杂质，同时加入调节剂控制粒度生长，从而可以更高效的获得更纯的TiO2。本专利技术中，步骤S5还包括：将沉降处理后所得的下层固态物质泵入步骤S2所述的滤液中继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；S2，过滤所述的硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；S4，将所述的偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理后，过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；S6，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量氨水反应后，过滤；所得滤液加热，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3。

【技术特征摘要】
1.一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；具体包括以下步骤：S11，将催化剂粉碎成160～200目的催化剂粉末；S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.5～1.8的比例加入85％～92％的浓硫酸并加热至150～180℃，开始反应后停止加热，反应30min，冷却至75℃；S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.5～0.6的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液；S2，过滤所述的硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；具体包括以下步骤：S21，将所述的硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至70～100℃并浓缩至150～200g/L；S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：0.8～1的比例加入水进行水解，得水解产物；S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；具体包括：将水解产物冷却至30～40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；S4，将所述的偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理后，过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李苇林，苏军划，李伟，胡永锋，沈煜晖，
申请(专利权)人：中国华电工程集团有限公司，华电环保系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11