一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法技术

一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，将废弃催化剂超声水洗，以除去其表面积灰，再干燥后粉粹、研磨至粒径不小于200目的粉末；将催化剂粉末加入氢氧化钠溶液中，同时加入分散剂，得到反应液，将反应液在90～100℃下反应2～3小时后，进行固液分离并水洗；将洗涤后的沉淀加入到盐酸溶液中于常温下搅拌反应；然后再进行固液分离，水洗、干燥，得到二氧化钛。本发明专利技术添加了一种分散剂，可防止催化剂粉末团聚，最大程度增加了催化剂颗粒与碱溶液的接触面积，有助于其与碱液充分接触，显著提高了钛浸出率和产物纯度。本发明专利技术的二氧化钛回收方法具有工艺简单，回收率高，产物纯度高等特点，具有较高的工程应用价值。

A method for recovering titanium dioxide from waste SCR catalyst

A method for recovering titanium dioxide from scrap SCR catalysts is described. The surface ash of scrap catalysts is removed by ultrasonic water washing, then dried, powdered and ground to powder with particle size not less than 200 mesh. The catalyst powder is added to sodium hydroxide solution, and the dispersant is added to obtain the reaction liquid. The reaction liquid is obtained at 90-100 C. After 2-3 hours of reaction, solid-liquid separation and water washing were carried out; the precipitation after washing was added to the hydrochloric acid solution and stirred at room temperature; then solid-liquid separation was carried out, and titanium dioxide was obtained by water washing and drying. The invention adds a dispersant, which can prevent the agglomeration of catalyst powder, maximize the contact area between catalyst particles and alkali solution, help it fully contact with alkali solution, and significantly improve the titanium leaching rate and product purity. The titanium dioxide recovery method of the invention has the advantages of simple process, high recovery rate and high product purity, and has high engineering application value.

【技术实现步骤摘要】
一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法
本专利技术属于电力环保领域，涉及一种废弃脱硝催化剂资源化利用的方法，具体涉及一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法。
技术介绍
目前，选择性催化还原法是燃煤电厂烟气脱硝的主流技术。该法通常借助一种蜂窝状V2O5-WO3(MoO3)/TiO2型SCR催化剂在高温下催化喷入的NH3与烟气中的NOx发生还原反应生成无毒无害的N2与H2O，从而实现烟气脱硝。由于SCR催化剂化学寿命(设计值)在24000小时左右，实际工况运行3～5年后催化剂就会失活，虽然部分失活催化剂可再生后重新使用一次，但终将成为废弃催化剂。随着全国燃煤电厂脱硝改造工程的完成，预计每年将产生20-30万吨废弃SCR催化剂。根据国家相关规定(HJ562-2010)，对废弃SCR催化剂的处理方式是压碎后填埋。由于SCR催化剂中含有大量TiO2(80％左右)，而TiO2在涂料、工业催化、日用化学品等领域具有广泛应用，对废弃催化剂进行直接填埋处理会造成大量资源浪费，如对催化剂中的TiO2进行回收利用，将产生巨大的市场经济价值。目前，回收废弃SCR催化剂中TiO2的方法主要有湿法和干湿结合法两种。湿法是指利用强酸或强碱或其他溶剂对废弃SCR催化剂中的主要金属组分进行溶解、固液分离、干燥，最后得到纯度较高的TiO2。例如专利CN103130265B公开了一种利用湿法回收废旧SCR催化剂中TiO2的方法：用浓H2SO4溶解废弃SCR催化剂中的TiO2生成硫酸氧钛溶液，然后压滤，浓缩、水解滤液，得到偏钒酸沉淀，最后高温煅烧偏钒酸即可得到TiO2。专利CN106119544B、CN107055599A和CN106745230A则公开了利用NaOH溶解SCR催化剂中非钛组分，再固液分离回收载体TiO2的方法。干湿结合法是首先将废弃催化剂粉末与碱性物质(氢氧化钠和碳酸钠等)混合后高温煅烧，催化剂中的主要组分(V、W、Ti、Si)与钠碱在高温下反应生成相应的钠盐，利用(偏)钛酸钠不溶于或微溶于水而其他钠盐溶于水的特性，实现钛与其他组分的分离，再酸化钛酸钠后煅烧得到TiO2。专利CN107628642A、CN107512734A和文献(中国电力，2016，49(6)：151-180)都公开了利用干湿结合法回收废弃SCR催化剂中TiO2的方法。由于干湿结合法存在高温煅烧工艺，具有能耗大、设备易腐蚀等缺点；湿法中酸溶解工艺复杂，而且从理论上讲，酸对催化剂中的V组分也有较强的溶解作用，这就决定了所得TiO2纯度不高。因此，干湿结合法及湿法(酸溶解)工业应用价值较低，相比而言，湿法中碱溶解工艺相对简单，具有一定的工业应用前景。遗憾的是碱溶解工艺中，影响钛浸出率的因素较多，如催化剂粉末粒径、碱浓度、浸出温度、浸出时间、固液比、搅拌速度、以及外场(超声)作用等。因此克服碱溶工艺存在的缺点，开发合适的湿法回收工艺对废弃SCR催化剂的资源化利用具有重要的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法。为了达到上述目标，本专利技术采用的技术方案如下：一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，包括以下步骤：(1)将废弃催化剂超声水洗，以除去其表面积灰，再干燥后粉粹、研磨至粒径不小于200目的粉末；将催化剂粉末加入氢氧化钠溶液中，同时加入分散剂，得到反应液，将反应液在90～100℃下反应2～3小时；(2)步骤(1)中的反应结束后，进行固液分离并水洗固体沉淀至中性；将洗涤后的沉淀加入到盐酸溶液中于常温下搅拌反应；然后再进行固液分离，水洗固体沉淀至中性，最后将所得沉淀干燥，得到二氧化钛。本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(1)中，催化剂粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:8～1:10；氢氧化钠溶液质量浓度为10～20％。本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(1)中，预处理的具体过程为：将废弃SCR催化剂超声水洗，再干燥后粉粹、研磨至粒径不小于200目的粉末。本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(1)中，分散剂为聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠中的一种。本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(1)中，反应液中分散剂的质量浓度为1～3％。本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(2)中，洗涤后的沉淀与盐酸溶液质量比为1:5～1:7；盐酸溶液的pH值为1～3；本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(2)中，搅拌反应时间为10～20分钟。本专利技术进一步的改进在于，所述步骤(2)中，干燥的温度为100℃，时间为2小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术在用碱溶解催化剂中非钒组分时，添加了一种分散剂，可防止催化剂粉末团聚，最大程度增加了催化剂颗粒与碱溶液的接触面积，有助于其与碱液充分接触，显著提高了钛浸出率和产物纯度。本专利技术的二氧化钛回收方法具有工艺简单，回收率高，产物纯度高等特点，具有较高的工程应用价值。(2)在碱浸之后加入酸洗工艺，可进一步除去催化剂中铁、镍、钙、铝等组分或杂质，也有助于提高回收产物的纯度。本专利技术回收得到的二氧化钛的纯度为96～98％，回收率为94～97％。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术中分散剂为聚乙二醇(PEG，分子量2000)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、六偏磷酸钠(SHMP)中的一种。本专利技术包括以下步骤：(1)将废弃催化剂超声水洗，以除去其表面积灰，再干燥后粉粹、研磨至粒径不小于200目的粉末；将催化剂粉末加入氢氧化钠溶液中，同时加入分散剂，得到反应液，将反应液在90～100℃下反应2～3小时；其中，催化剂粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:8～1:10；氢氧化钠溶液质量浓度为10～20％。分散剂为聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠中的一种。反应液中分散剂的质量浓度为1～3％。(2)步骤(1)中的反应结束后，进行固液分离并水洗固体沉淀至中性；将洗涤后的沉淀加入到盐酸溶液中于室温下转速大于800r/min下搅拌反应10～20分钟；然后再进行固液分离，水洗固体沉淀至中性，最后将所得沉淀在100℃下干燥2h，得到二氧化钛。其中，洗涤后的沉淀与盐酸溶液质量比为1:5～1:7；盐酸溶液的pH值为1～3；利用称重法按式(1)计算二氧化钛的回收率；用X射线荧光光谱分析(定量)二氧化钛纯度。式(1)中，η表示二氧化钛回收率；m1表示回收得到的二氧化钛的质量；m0表示废弃SCR催化剂中二氧化钛的质量。本专利技术实施例1-7的具体的条件详见表1。表1湿法回收废弃SCR催化剂中二氧化钛的结果从表1可以看出，本专利技术回收得到的二氧化钛的纯度为96～98％，回收率为94～97％。本专利技术中在碱浸废弃催化剂过程中，使用少量的分散剂，可防止催化剂粉末团聚，有助于其与碱液充分接触，提高催化剂中非钒组分的溶解浸出，这不但可以减少碱浸工艺的影响因素，而且有利于提高回收产物(二氧化钛)的纯度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将预处理后催化剂粉末加入氢氧化钠溶液中，同时加入分散剂，得到反应液，将反应液在90～100℃下反应2～3小时；(2)步骤(1)中的反应结束后，进行固液分离并水洗固体沉淀至中性；将洗涤后的沉淀加入到盐酸溶液中搅拌反应；然后再进行固液分离，水洗固体沉淀至中性，最后将所得沉淀干燥，得到二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将预处理后催化剂粉末加入氢氧化钠溶液中，同时加入分散剂，得到反应液，将反应液在90～100℃下反应2～3小时；(2)步骤(1)中的反应结束后，进行固液分离并水洗固体沉淀至中性；将洗涤后的沉淀加入到盐酸溶液中搅拌反应；然后再进行固液分离，水洗固体沉淀至中性，最后将所得沉淀干燥，得到二氧化钛。2.根据权利要求1所述的一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，预处理的具体过程为：将废弃SCR催化剂超声水洗，再干燥后粉粹、研磨至粒径不小于200目的粉末。3.根据权利要求1所述的一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，催化剂粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:8～1:10；氢氧化钠溶液质量浓度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程广文，姚明宇，杨嵩，郭中旭，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61