一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法技术

本发明专利技术公开了一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法，包括预处理、酸解、沉降除杂、晶种制备、水解制偏钛酸、制备钛白粉等步骤，本发明专利技术将废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉与现有硫酸法制备钛白粉的生产工艺相结合，充分利用现有生产设备，减少新建厂房设备的投资，同时二氧化钛回收率高，产品符合生产要求。本发明专利技术采用外加晶种水解工艺，控制浆料的pH保持强酸性，有利于杂质的去除，水解产生的废酸能够回收利用，经济和环境效益高。

A method of preparing titanium dioxide with waste honeycomb denitration catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法
本专利技术属于钛白粉生产制造领域，具体涉及一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法。
技术介绍
近年来随着我国烟气脱硝行业的发展，作为处理大气污染物NOx的SCR脱硝催化剂，将面临严峻的废催化剂处置问题。脱硝催化剂的主要类型有蜂窝式、板式和波纹式，蜂窝式催化剂表面积大、活性高、体积小，目前占据了80％的市场份额，失效脱硝催化剂含有80%-90%的锐钛型二氧化钛以及V2O5，WO3或MoO3，TiO2等金属，目前国内大多数都还停留在采用填埋方式处理，一方面会造成稀有金属资源的浪费，另一方面，催化剂在使用过程当中所吸附的一些有毒、有害物质以及自身所含有的一些重金属元素会由于各种作用而进入到自然环境，给环境带来严重危害。因此，开展废弃SCR脱硝催化剂的回收利用，不仅可以实现资源的循环利用，而且可以使废弃脱硝催化剂的有害部分减量化甚至无害化，解决相关环境污染问题。钛白粉学名为二氧化钛，是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料，国内需求量巨大，近年来，我国每年需进口两百多万吨钛矿用于钛白粉的生产。而我国每年烟气脱硝产生的废弃脱硝催化剂总量高达3万吨以上，并且产生量不断增加，废弃脱硝催化剂中的主要成为为二氧化钛，因此将废弃脱硝催化剂中的二氧化钛回收再利用，具有重要的经济效益和环境效益。目前对废弃脱硝催化剂中二氧化钛的回收方法，常用的有酸浸和碱浸两种。酸浸法是将废弃脱硝催化剂粉碎后加入稀硫酸，充分搅拌溶解后过滤，所得滤渣即为粗二氧化钛，再对粗二氧化钛进行分离提纯。中国专利CN106745230B公开一种从废弃SCR脱硝催化剂中分离回收二氧化钛的方法，该方法是将预处理后的废弃脱硝催化剂粉末用碱液进行浸渍，浸渍方法为四级错流或二级逆流法，浸渍后的滤饼经水洗、干燥、煅烧，获得高纯度金红石型二氧化钛。此外还可将碱浸与钠化焙烧相结合，从而回收废弃SCR脱硝催化剂中的二氧化钛，该方法是向碱液浸渍后的滤饼中加入足量碳酸钠，均匀混合后高温焙烧，焙烧后的物质经水洗、过滤，得钛酸盐滤饼，将滤饼加入到稀硫酸中，经充分搅拌、抽滤、高温烘干，即得高纯度二氧化钛。虽然上述技术提供了多种从废弃脱硝催化剂中回收二氧化钛的方法，但上述方法普遍需要额外建设新的厂房设备，引入高额投资，而且在生产过程中需要使用大量稀硫酸、碱液或碳酸钠，产生额外的副产物且工艺流程繁琐，钠化焙烧法在生产过程中还会产生大量二氧化碳，加剧温室效应的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种低成本的从废弃蜂窝式脱硝催化剂中回收二氧化钛的方法，本方法将从废弃脱硝催化剂中回收二氧化钛与现有的硫酸法制备钛白粉的生产工艺相结合，使用现有硫酸法制备钛白粉工艺的厂房设备，所得钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉，产品纯度高于95%，符合生产要求。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法，包括以下步骤：a.预处理：将废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣按一定比例混合，粉碎、研磨至一定细度后待用；b.酸解：将预处理所得粉末投入酸解反应釜，加入浓硫酸，调节液固比为1.7～1.9，搅拌进行混合酸解；c.沉降除杂：向酸解后的的钛液中加入絮凝剂进行沉降，抽取上层钛液，经管滤工序进一步过滤除杂，除去钨化合物、钒化合物和部分钼化合物，收集滤液待用；d.晶种制备：取一定量滤液加入晶种制备锅中，常温匀速搅拌，同时向滤液中缓慢滴加碱液，滴加完成后，过滤得晶种；e.水解制偏钛酸：采用外加晶种水解工艺，在匀速搅拌条件下，向剩余滤液中加入上述步骤制备的晶种，水解2～8h，过滤，滤液为废酸，保持废酸酸浓度为70～80%，钼以硫酸盐的形式溶于废酸中，所得滤饼经过两次水洗，得偏钛酸；f.制备钛白粉：将偏钛酸干燥，盐处理，高温煅烧，得钛白粉。进一步地，所述废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣的质量比为1:6～1:10。进一步地，所述预处理步骤中的研磨为将废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣的混合物研磨至细度为325目筛上物15%以下。进一步地，所述酸解采用固相酸解法，利用0.15～0.25MPa的压缩空气进行搅拌，使含钛粉末与硫酸充分混合，反应酸浓度为90～95%，酸解时间为1～3h。进一步地，所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂。进一步地，所述絮凝剂的加入量为200～800g/m3钛液。进一步地，所述碱液为质量浓度为10～50%的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或两者的混合。进一步地，所述废酸经浓缩后，能够回收利用到酸解步骤中。进一步地，所述钛白粉为锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉。本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术结合原有的硫酸法制备钛白粉的生产工艺流程，利用现有钛白粉生产装置，在不采购新的厂房设备的情况下对废弃蜂窝式脱硝催化剂中的二氧化钛进行回收利用，在不影响正常生产的情况下对废气脱硝催化剂中的二氧化钛进行分离回收，工艺流程简单，投资少，无新的副产物产生，经济和环境效益高；（2）控制废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣的比例在一定范围内，高钛渣酸解释放的热量能够促进废弃脱硝催化剂的酸解，保证酸解完全，避免提供外加热源造成能源的过多消耗；（3）本专利技术提供的废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法中，三氧化钨在酸解后的钛液中难溶，五氧化二钒酸解后可与絮凝剂作用生成沉淀物，经沉降除杂可将钨化合物、钒化合物和部分钼化合物除去；保持废酸酸浓度为70～80%，钼化合物能够以硫酸盐的形式溶于废酸中，因此水解过程中保持溶液强酸性，通过过滤可除去钼化合物，获得偏钛酸；（4）采用外加晶种水解技术提前制备晶种，对滤液的pH影响小，控制浆料的pH保持强酸性，有利于杂质的去除，水解产生的废酸浓度高，经简单浓缩后即可回收利用，减少浓硫酸的消耗量，节约成本。具体实施方式体现专利技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的描述在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。实施例1一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法，包括以下步骤：a.预处理：将1份二氧化钛含量为82%的废弃蜂窝式脱硝催化剂与6份二氧化钛含量为90%的高钛渣按一定比例混合，使用雷磨机粉碎、研磨至过325目筛，筛上物5%；b.酸解：采用固相酸解法，将预处理所得粉末投入酸解反应釜，加入浓硫酸，调节液固比为1.75，利用0.15MPa的压缩空气进行搅拌，使含钛粉末与硫酸充分混合，反应酸浓度为93%，酸解时间为3h；c.沉降除杂：按700g絮凝剂/m3钛液的比例向酸解后的钛液中加入絮凝剂改性聚丙烯酰胺进行沉降，酸解时的不溶固体杂质沉淀在沉降池底部，抽取上层钛液，经管滤工序进一步过滤除杂，除去钨化合物、钒化合物和部分钼化合物，收集滤液待用；d.晶种制备：取一定量滤液加入晶种制备锅中，常温匀速搅拌，同时向滤液中缓慢滴加质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，滴加完成后，过滤得晶种；e.水解制偏钛酸：采用外加晶种水解工艺，在匀速搅拌条件下，向剩余滤液中加入上述步骤制备的晶种，水解3h，过滤，滤液为废酸，保持废酸酸浓度为70～80%，钼以硫酸盐的形式溶于废酸中，滤饼经过两次水洗，得偏钛酸；上述废酸浓度为78%，经浓缩后，能够回收利用到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法，包括以下步骤：a. 预处理：将废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣按一定比例混合，粉碎、研磨至一定细度后待用；b. 酸解：将预处理所得粉末投入酸解反应釜，加入浓硫酸，调节液固比为1.7～1.9，搅拌进行混合酸解；c. 沉降除杂：向酸解后的的钛液中加入絮凝剂进行沉降，抽取上层钛液，经管滤工序进一步过滤除杂，除去钨化合物、钒化合物和部分钼化合物，收集滤液待用；d. 晶种制备：取一定量滤液加入晶种制备锅中，常温匀速搅拌，同时向滤液中缓慢滴加碱液，滴加完成后，过滤得晶种；e. 水解制偏钛酸：采用外加晶种水解工艺，在匀速搅拌条件下，向剩余滤液中加入上述步骤制备的晶种，水解2～8h，过滤，滤液为废酸，保持废酸酸浓度为70～80%，钼以硫酸盐的形式溶于废酸中，所得滤饼经过两次水洗，得偏钛酸；f. 制备钛白粉：将偏钛酸干燥，盐处理，高温煅烧，得钛白粉。

【技术特征摘要】
1.一种废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法，包括以下步骤：a.预处理：将废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣按一定比例混合，粉碎、研磨至一定细度后待用；b.酸解：将预处理所得粉末投入酸解反应釜，加入浓硫酸，调节液固比为1.7～1.9，搅拌进行混合酸解；c.沉降除杂：向酸解后的的钛液中加入絮凝剂进行沉降，抽取上层钛液，经管滤工序进一步过滤除杂，除去钨化合物、钒化合物和部分钼化合物，收集滤液待用；d.晶种制备：取一定量滤液加入晶种制备锅中，常温匀速搅拌，同时向滤液中缓慢滴加碱液，滴加完成后，过滤得晶种；e.水解制偏钛酸：采用外加晶种水解工艺，在匀速搅拌条件下，向剩余滤液中加入上述步骤制备的晶种，水解2～8h，过滤，滤液为废酸，保持废酸酸浓度为70～80%，钼以硫酸盐的形式溶于废酸中，所得滤饼经过两次水洗，得偏钛酸；f.制备钛白粉：将偏钛酸干燥，盐处理，高温煅烧，得钛白粉。2.根据权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂制备钛白粉的方法，其特征在于，所述废弃蜂窝式脱硝催化剂与高钛渣的质量比为1:6～1:10。3.根据权利要求1所述的废弃蜂窝式脱硝催化剂制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盈盈，于耀杰，陈大爱，
申请(专利权)人：山东道恩钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37