一种废SCR脱硝催化剂中金属钒和钨浸出的方法技术

本发明专利技术公开了一种废SCR脱硝催化剂中金属钒和钨浸出的方法，属于废催化剂回收技术领域。该方法具体步骤是：将废SCR催化剂经粉碎烘干后与无水碳酸钠混合均匀，并在700～900℃温度下焙烧，然后将焙烧后的固体混合物置于稀硫酸溶液中，同时采用磁力搅拌的方式使溶液中的混合物呈悬浮态，在35℃～90℃的温度范围内对固体混合物中的V和W进行浸出，接着对混合溶液进行抽滤，最终得到含有V和W的浸出液。利用本发明专利技术的方法能获得较高的钒、钨浸出率，浸出率可分别达到98.49％、99.08％。另外，本方法浸出液中杂质含量较低，工艺、设备简单，回收成本低，在废SCR脱硝催化剂金属钒和钨的回收方面具有较强的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废催化剂回收
，具体涉及一种废SCR脱硝催化剂中金属钒和 钨高效浸出的方法。
技术介绍
氮氧化物（N0X)不仅是形成酸雨的主要原因，还可以与碳氢化合物反应形成光化 学烟雾，对人体健康和生态环境造成叠加性的长期危害，目前已成为危害仅次于可吸入颗 粒物的主要大气污染物。燃煤电厂是N0X的主要排放源之一，在我国70%的氮氧化物排放 均来自于煤炭的燃烧，目前国内外工业上广泛采用选择性催化还原（SelectiveCatalytic Reduction，简写SCR)脱硝技术对其进行控制。 V205-W03/Ti02是目前普遍商业化应用的SCR脱硝催化剂，受催化剂活性温度窗口 的影响，SCR脱硝反应器往往布置在锅炉省煤器和空气预热器之间的高温（300~400°C)、 高尘段，催化剂因堵塞和中毒容易导致活性下降，其使用寿命一般为3~5年。据统计，全 球每年报废的催化剂约有500~700kt，随着经济发展，废催化剂的数量也会增加。据推算， 从2018年开始，国内每年将连续稳定产生3. 8万吨废SCR脱硝催化剂。催化剂是SCR技术 的核心，其投资占到SCR脱硝系统初期建设成本的30%~40%。失活的催化剂不仅增加了 SCR系统的运行成本，直接丢弃还会带来不可忽视的环境问题。对失活催化剂的再生是延长 催化剂的循环使用寿命、降低脱硝成本的一个有效途径，但催化剂最终还是要进行废弃处 理。 SCR脱硝催化剂中含有的钒（V)、钨（W)和钛（Ti)属稀有金属，在自然界分布较少 且价格昂贵，具有很高的回收利用价值。因此，从废SCR脱硝催化剂中回收有价金属氧化 物，既能节约宝贵的资源，降低脱硝成本，又能避免对环境的污染，成为缓解上述问题的重 要突破口，同时也是国内燃煤电厂、脱硝总包公司和催化剂生产厂家共同关注的焦点。目前 国内尚未有SCR催化剂金属回收的技术和公司，因此，开展废SCR催化剂金属回收技术的研 究具有重要的理论意义和工程价值。 脱硝催化剂V205-W03/Ti02*，活性组分为V205，载体为锐钛矿型的Ti02 (其质量百 分比含量一般大于85% )，助催剂为W03。将催化剂中的V和W分离回收后，剩下的部分主 要为Ti02，可作为脱硝催化剂载体循环使用。因此，将固态废SCR脱硝催化剂中的V和W浸 出转移至液相是进一步实施V、W和Ti分离与回收的关键。 目前，研究废SCR脱硝催化剂中钒和钨浸出的方法主要有水浸法、酸浸法和碱浸 法，比较典型的有：中国专利CN201010254247公开了一种废SCR脱硝催化剂金属回收的 方法，其中提到金属钒和钨浸出的方法是：将催化剂破碎后在650°C下进行第一次焙烧，接 着向焙烧后的催化剂中加入一定量的Na2C03(Na2C03与催化剂中Ti02的摩尔比为2:1~ 4:1)，并将其研磨成粒径< 200μm的粉末，然后将混合物在650~700°C温度下进行第二 次焙烧，再将焙烧后的混合物研磨后置于80~90°C的热水中进行钒和钨的浸出；中国专 利CN201410534406. 8公开了一种回收废SCR脱硝催化剂中钨、钒、钛的方法，其中金属钒 和钨浸出采用的方法是：将催化剂研磨成粒径小于150μπι的粉末，混入碳酸钠粉末并搅 拌均匀，接着在高温下焙烧，再将焙烧后的产物置于热水中进行钒和钨的浸出；中国专利 CN201210487229. 3中提到废SCR脱硝催化剂中钒和钨浸出的方法是：将催化剂研磨至粒径 为100~200目的粉末，接着加入质量百分比浓度为10~30%的强碱溶液，于150~200°C 下反应3~6小时，实现固体废SCR脱硝催化剂中钒和钨的浸出。 中国专利CN201010254247中的方法对催化剂进行两次焙烧，再利用热水进行钒 和钨的浸出，存在成本高、钒和钨浸出率低等不足。中国专利CN201410534406.8采用热水 浸出固体废SCR脱硝催化剂中的钒和钨，钒和钨的浸出率较低；戴艳阳（博士论文，中南大 学，2013)也曾提到采用苏打烧结-水浸出工艺从钨渣中回收钨，钨浸出率为88. 4%。中国 专利CN201210487229. 3中采用强碱浸出催化剂中的钒和钨，成本较高，且操作过程繁琐， 后续金属分离较困难，回收得到的金属纯度不高。徐永新等（有色金属，2008)曾研究了焙 烧-硫酸浸出法从石煤中提取五氧化二钒，在最佳条件下，钒的浸出率为57. 3%，浸出效果 并不理想。 上述专利报道的钒和钨浸出的方法中普遍存在钒、钨的浸出率偏低、工艺流程复 杂和成本较高等不足。另外，V、W和Ti02的分离不完全，影响了Ti02的循环使用。因此，研 究提高固态废SCR脱硝催化剂中钒和钨的浸出率对实现废SCR脱硝催化剂中钒、钨和钛的 分离与回收的工业应用具有重要的价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种废SCR脱硝催化剂中金属V和W高效浸出的方法，将 固态废SCR脱硝催化剂中的V和W转移进入液相，以便实现废SCR脱硝催化剂中V、W和Ti02 的高效分离与回收。 本专利技术提供了一种用于废SCR脱硝催化剂中金属钒和钨高效浸出的方法，具体步 骤如下： (1)用清洁干燥的压缩空气吹扫失活SCR脱硝催化剂，去除催化剂表面沉积的飞 灰； (2)将步骤（1)得到的SCR脱硝催化剂研磨成粉末，用不小于100目的标准筛过筛 并将其烘干； (3)取一定量的无水碳酸钠粉末与步骤⑵得到的SCR脱硝催化剂粉末进行混合 并焙烧； 所述无水碳酸钠与SCR脱硝催化剂的质量比为0.5~1.6:1，所述焙烧温度为 700~900°C，焙烧时间为1~5h; (4)将步骤（3)焙烧后的固体混合物置于稀硫酸溶液中，同时采用磁力搅拌的方 式使溶液中的混合物呈悬浮态，在35°C~90°C的温度范围内对固体混合物中的钒和钨进 行浸出，然后对混合溶液进行抽滤，得到含钒和钨的浸出液； 所述稀硫酸浓度为2%~10%，液固比为5~15:1，浸出时间为1~5h。 作为一种优化，所述步骤（3)中：无水碳酸钠与SCR脱硝催化剂的质量比为 1. 2:1，焙烧温度为800°C，焙烧时间为3h;所述步骤（4)中：稀硫酸浓度为2%，液固比为 8:1，浸出时间为411。 上述步骤（3)中无水碳酸钠（Na2C03)粉末与废SCR脱硝催化剂粉末进行混合并焙 烧，以除去废催化剂中的有机质和积炭，同时废SCR脱硝催化剂中的W03、V205在高温条件下 与Na2C03反应生成可溶性的Na#04和NaVO3，发生的主要化学反应如下： W03+Na2C〇3^Na2W04+C02? V205+Na2C03- 2NaV0 3+C02 个 与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下显著效果： (1)本专利技术的一种废SCR脱硝催化剂中金属钒和钨高效浸出的方法，通过向催化 剂粉末中添加一定量的Na2C03，只需将催化剂和Na2C0j^混合物进行一次焙烧，即可将固体 SCR脱硝催化剂中的V和W转化为可溶性的Na2W〇dPNaVO3，接着采用稀硫酸溶液对焙烧后 的混合物进行浸出，使Na2WOJPNaVO3溶解进入液相，分别以WQC和VCK的形式存在，有 利于后续V和W的高效分离与回收。 (2)利用本专利技术，废SCR脱硝催化剂中V和W的浸出率分别可达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废SCR脱硝催化剂中金属钒和钨浸出的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：(1)用清洁干燥的压缩空气吹扫废SCR脱硝催化剂，去除催化剂表面沉积的飞灰；(2)将步骤(1)得到的SCR脱硝催化剂研磨成粉末，用不小于100目的标准筛过筛并将其烘干；(3)取一定量的无水碳酸钠粉末与步骤(2)得到的SCR脱硝催化剂粉末进行混合并焙烧；所述无水碳酸钠与SCR脱硝催化剂的质量比为0.5～1.6:1，所述焙烧温度为700～900℃，焙烧时间为1～5h；(4)将步骤(3)焙烧后的固体混合物置于稀硫酸溶液中，同时采用磁力搅拌的方式使溶液中的混合物呈悬浮态，在35℃～90℃的温度范围内对固体混合物中的钒和钨进行浸出，然后对混合溶液进行抽滤，得到含钒和钨的浸出液；所述稀硫酸浓度为2％～10％，液固比为5～15:1，浸出时间为1～5h。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾勇，丁万丽，陈光，丁希楼，吴胜华，戴波，李智芳，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34