一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法，包括以下步骤：1)混料：将废旧SCR脱硝催化剂与铁盐混合，得到混合物料；2)焙烧：对混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料；3)还原：将焙烧熟料、还原剂与水混合，调节浆料pH＝0.8‑1.5，进行还原反应，固液分离得到含钒浸出液和残渣；4)调节含钒浸出液的pH，经钒沉淀反应和固液分离，得到钒沉淀物；5)将钒沉淀物进行煅烧，得到五氧化二钒。本发明专利技术的方法不仅资源化利用废旧SCR脱硝催化剂，还可以减少污染物的排放。

【技术实现步骤摘要】
一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法
本专利技术涉及有色金属回收
，涉及一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一，其排放会带来严重的环境问题并且威胁人类健康，所以控制其排放势在必行。SCR脱硝技术作为国内主流烟气脱硝技术，广泛应用于不同行业烟气的NOx排放控制。SCR脱硝技术的核心是催化剂，其性能直接影响SCR系统的整体脱硝效果。商用催化剂多为具有较高活性和选择性的钒钛基系列(V2O5-WO3(MoO3)/TiO2)催化剂，活性组分为V2O5。在特定条件和催化剂作用下，喷入NH3使NOx还原为N2和H2O，在温度350-450℃范围内NOx脱除率可达90％以上。燃煤电站脱硝技术采用的催化剂化学寿命基本设计为24000h，运行时间超过设计值后，会因碱金属中毒、催化剂烧结、灰分堵塞等问题造成催化剂失效，最终需要更换。面对大量具备危害性的废旧SCR脱硝催化剂，直接丢弃将造成环境污染。而五氧化二钒(V2O5)作为SCR催化剂的活性组分，在催化剂的运行过程中起重要的作用，但其在自然界中含量较少且成本昂贵。因此，回收废旧SCR脱硝催化剂中的五氧化二钒，既可以缓解对环境的污染，又能节约资源、降低脱硝系统的运行成本。中国专利CN103484678A提出一种从废弃钒钨钛基脱硝催化剂中回收钒、钨和钛的方法，将催化剂制成粒径小于100目的粉末，加入浓碱液；加热使钒、钨和钛与碱反应，生成微溶性的钛酸盐、水溶性钒酸盐和钨酸盐；过滤后得到钛酸盐滤饼，滤饼可制得钛酸盐或钛酸；滤液中加入铵盐析出偏钒酸铵，过滤得到偏钒酸铵和新滤液；新滤液中加入浓酸制得固体钨酸。中国专利CN103343236A公布一种从废弃脱硝催化剂中回收钛、钒、钨的方法，将废弃脱硝催化剂研磨，加入强碱进行熔盐反应，冷却到室温后加入去离子水将含钛的固体和含钨、钒的溶液分离，含钨、钒的溶液经煮沸将含钒的固体和含钨的溶液分离。目前，从废旧脱硝催化剂中回收有价元素的方法主要有碱液返溶、钠化(钙化)焙烧、直接酸溶等，但是存在操作复杂，物料消耗大等缺点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法。本专利技术的方法可以对废旧SCR脱硝催化剂中钒元素进行回收利用，同时降低污染排放。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法，所述方法包括以下步骤：(1)混料：将废旧SCR脱硝催化剂与铁盐混合，得到混合物料；(2)焙烧：对混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料；(3)还原：将焙烧熟料、还原剂与水混合，调节浆料pH＝0.8-1.5，进行还原反应，固液分离得到含钒浸出液和残渣；(4)调节含钒浸出液的pH，经钒沉淀反应和固液分离，得到钒沉淀物；(5)煅烧：将钒沉淀物进行煅烧，得到五氧化二钒。本专利技术的方法通过将废旧SCR脱硝催化剂与铁盐混合，经焙烧步骤，钒转化为钒酸铁，经过在pH＝0.8-1.5的环境下进行还原反应，V5+被还原为V4+进入到液相中，而其余的例如W、Mo或Ti等留在固相残渣中，从而实现了V的分离和回收，调节含钒浸出液的pH，进行钒沉淀反应，得到钒沉淀物，再进行煅烧，可以制备得到性能优良的五氧化二钒产品。本专利技术的方法中，步骤(3)所述浆料pH＝0.8-1.5，例如0.8、1.0、1.2、1.3或1.5等。此pH值的控制一方面是为了将V5+充分地还原为V4+，另一方面是为了避免其他杂质转入液相影响V纯度。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。优选地，步骤(1)所述废旧SCR脱硝催化剂为钒钛基催化剂，所述钒钛基催化剂以TiO2为载体，以V2O5为活性组分，WO3和/或MoO3为助剂。优选地，步骤(1)所述废旧SCR脱硝催化剂在使用之前先进行去除表面积灰、粉碎和过筛的步骤。优选地，粉碎和过筛以得到尺寸小于100目的催化剂粉末。优选地，步骤(1)所述铁盐为三价铁盐，优选为三氧化二铁。优选地，步骤(1)所述废旧SCR脱硝催化剂与铁盐的质量比为100:(20-30)，例如100:20、100:22、100:24、100:25、100:27或100:30等。若质量比小于100:30，铁盐用量过多会导致含钒浸出液中铁含量高，影响后续钒沉淀反应，造成钒的回收率低以及产品纯度不高；若质量比大于100:20，铁盐用量过少会导致SCR脱硝催化剂中的钒不能充分与铁盐反应，不利于钒的回收。作为本专利技术所述方法的优选技术方案，步骤(2)所述焙烧的温度为700-850℃，例如700℃、725℃、735℃、750℃、770℃、780℃、800℃、820℃、830℃或850℃等。在此焙烧温度内，可以使钒与铁结合形成钒酸铁，并有利于其余元素形成的铁盐在后续还原步骤转入固相，避免对V回收产生不利影响。优选地，步骤(2)所述焙烧的时间为1-3h，例如1h、1.2h、1.5h、2h、2.5h或3h等。优选地，步骤(2)所述焙烧在马弗炉中进行。作为本专利技术所述方法的优选技术方案，步骤(3)所述还原剂包括铁粉、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或二氧化硫中的任意一种或至少两种的组合，优选为亚硫酸钠。优选地，步骤(3)所述混合为：将焙烧熟料与还原剂加入水中混合均匀。优选地，步骤(3)所述还原剂包括铁粉、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或二氧化硫中的任意一种或至少两种的组合，优选为亚硫酸钠。优选地，步骤(3)所述还原剂与废旧SCR脱硝催化剂中V2O5摩尔比满足(3-10):1，例如3:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等。优选地，熟料与还原剂充分混合后加入水中，固体质量与液体体积比为1:(3-10)g/mL，例如1:3g/mL、1:5g/mL、1:6g/mL、1:7g/mL、1:8g/mL或1:10g/mL等。优选地，步骤(3)所述还原反应的时间为60-120min，例如60min、70min、80min、85min、90min、100min、110min或120min等。作为本专利技术所述方法的优选技术方案，步骤(4)调节含钒浸出液的pH至5-7，例如5、5.2、5.5、6、6.5、6.8或7等。优选地，步骤(4)所述钒沉淀反应的时间为60-120min，例如60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min等。作为本专利技术所述方法的优选技术方案，所述方法还包括步骤(5)：对步骤(4)所得钒沉淀物进行煅烧，得到五氧化二钒。优选地，步骤(5)所述煅烧的温度为400-650℃，例如400℃、425℃、450℃、460℃、480℃、500℃、550℃、600℃或650℃等。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)混料：将废旧SCR脱硝催化剂与铁盐混合，得到混合物料；/n(2)焙烧：对混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料；/n(3)还原：将焙烧熟料、还原剂与水混合，调节浆料pH＝0.8-1.5，进行还原反应，固液分离得到含钒浸出液和残渣；/n(4)调节含钒浸出液的pH，经钒沉淀反应和固液分离，得到钒沉淀物；/n(5)将钒沉淀物进行煅烧，得到五氧化二钒。/n

【技术特征摘要】
1.一种以铁盐为焙烧附加剂从废旧SCR脱硝催化剂中提钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)混料：将废旧SCR脱硝催化剂与铁盐混合，得到混合物料；
(2)焙烧：对混合物料进行焙烧，得到焙烧熟料；
(3)还原：将焙烧熟料、还原剂与水混合，调节浆料pH＝0.8-1.5，进行还原反应，固液分离得到含钒浸出液和残渣；
(4)调节含钒浸出液的pH，经钒沉淀反应和固液分离，得到钒沉淀物；
(5)将钒沉淀物进行煅烧，得到五氧化二钒。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述废旧SCR脱硝催化剂为钒钛基催化剂，所述钒钛基催化剂以TiO2为载体，以V2O5为活性组分，WO3和/或MoO3为助剂；
优选地，废旧SCR脱硝催化剂在使用之前先进行去除表面积灰、粉碎和过筛的步骤；
优选地，粉碎和过筛以得到尺寸小于100目的催化剂粉末。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铁盐为三价铁盐，优选为三氧化二铁；
优选地，步骤(1)所述废旧SCR脱硝催化剂与铁盐的质量比为100:(20-30)。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述焙烧的温度为700-850℃；
优选地，步骤(2)所述焙烧的时间为1-3h；
优选地，步骤(2)所述焙烧在马弗炉中进行。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述混合为：将焙烧熟料与还原剂加入水中混合均匀；
优选地，步骤(3)所述还原剂包括铁粉、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或二氧化硫中的任意一种或至少两种的组合，优选为亚硫酸钠；
优选地，步骤(3)所述还原剂与废旧SCR脱硝催化剂中V2O5摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓羽，李兰杰，柳朝阳，祁健，周涛，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13