一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法，包括：将废钒催化剂粉化，加入硫酸溶液，以及亚硫酸钠固体，搅拌，静置浸泡后，过滤分离得到滤液I和滤渣I；滤渣I中加入硫酸溶液和倍亚硫酸钠固体，搅拌，静置浸泡，过滤得到二次浸取液和滤渣II；二次浸取液返回参与废钒催化剂浸取；滤渣II加入氢氧化钾溶液得到硅酸钾溶液；滤液I中加双氧水，搅拌，调节pH=9~11，搅拌，静置，过滤得到滤液II；调节滤液II中的钾、钒含量，得钒水溶液，向其中加入硫酸溶液，得到稳定的料浆；加入硅藻土，混合均匀，成型，干燥后，焙烧得到成品催化剂。本发明专利技术回收的催化剂具有结构稳定、催化活性高、抗粉化能力强，降低了能耗、回收成本和废弃物排放。

【技术实现步骤摘要】
一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法
本专利技术属于化工
，具体来说涉及一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法。
技术介绍
随着我国硫酸工业的快速发展，每年从硫酸生产装置上替换下来的废钒催化剂的量在约9000吨。这些废弃的钒催化剂若不进行处理，不仅需要大量的土地来堆放，而且废催化剂含有的五氧化二钒及相关组分在雨水的作用下大量移除，会对周围的水资源、土壤和环境造成严重污染，同时还会导致大量资源的浪费。二氧化硫氧化制硫酸用钒催化剂是以硅藻土为载体、五氧化二钒为活性组分、碱金属硫酸盐为助催化剂的综合体系。钒催化剂根据品牌和型号的不同，各组分含量也不一样，总的来说硅藻土含量为50～70％，碱金属硫酸盐的含量为15~24%，V2O5含量为5～8％。然而钒催化剂在实际使用过程中，活性组分会因粉化、中毒、老化等因素失活，而被大量替换下来。因此，从废钒催化剂回收五氧化二钒、碱金属盐、硅源具有巨大的经济价值。近年来国内对废钒催化剂的回收利用方面有很多的研究报道，但大多数公开的工艺涉及到浓缩、高温焙烧等过程，增加了回收成本、工艺步骤，工业化难度等。中国专利CN107970910A公开的一种废钒催化剂回收利用的方法，其技术方案是：首先将废催化剂粉化、硝酸酸浸、过滤分离得到滤液和滤渣，其次是滤液用KOH调节pH后与硅藻土混合，经成型干燥和煅烧等过程得到钒催化剂。滤渣经碱溶、过滤分离后获得硅酸钾溶液。该方法主要存在以下问题：废催化剂浸泡液的钒、钾浓度含量低，直接使用浸泡液制成催化剂会因水分含量过高而对各项性能产生巨大影响，同时采用的是硝酸浸泡，在催化剂制备焙烧过程中会产生大量氮氧化物，从而对人的健康和工作环境造成极大的伤害。而中国专利CN103789550B公开的一种从废钒催化剂中钒钾硅的回收方法，其方法是：首先对废钒催化剂进行粉化、水浸、还原酸浸、过滤分离，碱金属硫酸盐和五氧化二钒转移至浸出液中，硅载体留在浸渣中并经碱溶制备硅酸钠回收硅；而浸出液经过萃取、反萃、沉淀和焙烧制备五氧话二钒回收钒，萃余相经蒸发、浓缩和冷却结晶制取碱金属硫酸盐钾。该方法缺点是工艺过程复杂、成本较高，因有蒸发浓缩、焙烧等存在从而导致能耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供的一种回收的催化剂具有结构稳定、催化活性高、抗粉化能力强，降低了能耗、回收成本和废弃物排放的废钒催化剂浸取制备催化剂的方法。本专利技术的一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法，包括以下步骤：（1）将废钒催化剂粉化20~200目过筛后，按质量的2~5倍倒入3~10wt%硫酸溶液，以及0.3~0.5倍的亚硫酸钠固体，搅拌30min，静置浸泡2~4h后，过滤分离得到滤液I和滤渣I；（2）向滤渣I中加入其质量2~5倍的3~10wt%硫酸溶液和0.15~0.25倍亚硫酸钠固体，搅拌30min，静置浸泡3~5h后，过滤得到二次浸取液和滤渣II；（3）二次浸取液返回步骤（1）与3~10wt%硫酸溶液按1:1混合后，对废钒催化剂进行浸取；滤渣II加入到其质量的2~3倍50wt%氢氧化钾溶液中，升温至70~80℃，搅拌至完全溶解得到硅酸钾溶液；（4）在滤液I中加入其质量0.1~0.5倍的双氧水，搅拌1.5h，再加入40~50wt%的KOH溶液调节pH=9~11，搅拌10min，静置2h使滤液中的Fe、Al等金属离子沉淀下来，过滤得到滤液II；（5）向滤液II中加入固体氢氧化钾、五氧化二钒（或偏钒酸钾），调节滤液II中的钾、钒含量，使钒水溶液中钒含量（以V2O5计）为12~15wt%，钾含量（以K2O计）为19~24wt%；（6）取步骤（5）所得钒水溶液，向其中加入其质量0.5~0.7倍63.5wt%的硫酸溶液，温度维持在70~80℃，搅拌50~60min，得到稳定的料浆；（7）将步骤（6）得到的稳定的料浆加入步骤（5）所得钒水溶液质量1.4~2.0倍的硅藻土中，机械搅拌混合均匀，并将混合后的物料用成型机成型，置于120~180℃条件下干燥4~5h，获得催化剂半成品；（8）将干燥后的催化剂半成品置于空气流通、550~650℃的条件下焙烧30min，得到成品催化剂。上述的一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法，其中：滤液II的主要成分为V2O5、KOH。本专利技术与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本专利技术以亚硫酸钠为还原剂，对废钒催化剂进行酸性浸取，将废钒催化剂中的钒和碱金属盐转移至溶液中，经除杂处理后加入五氧化二钒和氢氧化钾制备钒水溶液，直接用于钒催化剂的生产。本专利技术将废钒催化剂浸取液与钒催化剂生产有机结合起来，实现废钒催化剂绿色处理，同时极大地降低了能耗、回收成本和废弃物的排放。采用此方法生产的催化剂具有结构稳定、催化活性高、抗粉化能力强等优异性能，能很好地用于硫酸的生产，对提高经济效益和降低成本具有显著的效果。具体实施方式实施例1一种废钒催化剂浸泡制备钒催化剂的方法，包括以下步骤：（1）将500g废钒催化剂粉化20目过筛后，加入1000g3wt%硫酸溶液，以及150g的亚硫酸钠固体，搅拌30min，静置浸泡2h后，过滤分离得到滤液I和滤渣I；（2）向滤渣I中加入1000g3wt%硫酸溶液和75g亚硫酸钠固体，搅拌30min，静置浸泡3h后，过滤得到二次浸取液和滤渣II；（3）二次浸取液返回步骤（1）与3wt%硫酸溶液按1:1混合后，对废钒催化剂进行浸取；滤渣II加入到1000g50wt%氢氧化钾溶液中，升温之70~80℃，搅拌至完全溶解得到硅酸钾溶液；（4）向滤液I中加入100g双氧水，搅拌1.5h，再加入50wt%的KOH溶液调节pH=9，搅拌10min，静置2h使滤液中的Fe、Al等金属离子沉淀下来，过滤得到滤液II（主要成分为V2O5、KOH）；（5）向滤液II中加入固体氢氧化钾、五氧化二钒，调节滤液II中的钾、钒含量，使钒水溶液中钒含量（以V2O5计）为12wt%，钾含量（以K2O计）为19wt%。（6）称取1080g步骤（5）所得钒水溶液，向其中加入540g63.5wt%的硫酸溶液，温度维持在70~80℃，搅拌50min，以确保各成分间充分反应，并形成稳定的料浆体系；（7）将步骤（6）所得的稳定的料浆加入1512g硅藻土中，机械搅拌混合均匀，并将混合后的物料用成型机成型，置于120℃条件下干燥4h，获得催化剂半成品；（8）将干燥后的催化剂半成品置于空气流通、550℃的条件下焙烧30min，得到成品催化剂。经检测，成品催化剂的径向力抗压强度为55.07N/cm（标准值≧40N/cm）、磨耗为3.59%（标准值≦5%）、485℃温度下的催化活性为90.79%（标准值≧86%）。实施例2一种废钒催化剂浸泡液制备钒催化剂的方法，包括以下步骤：（1）将500g废钒催化剂粉化200目过筛后，加入2500g10wt%硫酸溶液，以及250g的亚硫酸钠固体，搅拌30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法，包括以下步骤：/n（1）将废钒催化剂粉化20~200目过筛后，按质量的2~5倍倒入3~10 wt%硫酸溶液，以及0.3~0.5倍的亚硫酸钠固体，搅拌30 min，静置浸泡2~4 h后，过滤分离得到滤液I和滤渣I；/n（2）向滤渣I中加入其质量2~5倍的3~10 wt%硫酸溶液和0.15~0.25倍亚硫酸钠固体，搅拌30 min，静置浸泡3~5 h后，过滤得到二次浸取液和滤渣II；/n（3）二次浸取液返回步骤（1）与3~10 wt%硫酸溶液按1:1混合后，对废钒催化剂进行浸取；滤渣II加入到其质量的2~3倍50 wt%氢氧化钾溶液中，升温至70~80℃，搅拌至完全溶解得到硅酸钾溶液；/n（4）在滤液I中加入其质量0.1~0.5倍的双氧水，搅拌1.5 h，再加入40~50 wt%的KOH溶液调节pH=9~11，搅拌10 min，静置2h使滤液中的Fe、Al等金属离子沉淀下来，过滤得到滤液II；/n（5）向滤液II中加入固体氢氧化钾、五氧化二钒或偏钒酸钾，调节滤液II中的钾、钒含量，使钒水溶液中钒含量（以V

【技术特征摘要】
1.一种废钒催化剂浸取制备催化剂的方法，包括以下步骤：
（1）将废钒催化剂粉化20~200目过筛后，按质量的2~5倍倒入3~10wt%硫酸溶液，以及0.3~0.5倍的亚硫酸钠固体，搅拌30min，静置浸泡2~4h后，过滤分离得到滤液I和滤渣I；
（2）向滤渣I中加入其质量2~5倍的3~10wt%硫酸溶液和0.15~0.25倍亚硫酸钠固体，搅拌30min，静置浸泡3~5h后，过滤得到二次浸取液和滤渣II；
（3）二次浸取液返回步骤（1）与3~10wt%硫酸溶液按1:1混合后，对废钒催化剂进行浸取；滤渣II加入到其质量的2~3倍50wt%氢氧化钾溶液中，升温至70~80℃，搅拌至完全溶解得到硅酸钾溶液；
（4）在滤液I中加入其质量0.1~0.5倍的双氧水，搅拌1.5h，再加入40~50wt%的KOH溶液调节pH=9~11，搅拌10min，静置2h使滤液中的Fe、Al等金属离子沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：田坤，欧阳建梅，杨胜飞，阳新锋，
申请(专利权)人：贵州威顿催化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52