一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法，包括：将废催化剂粉碎，加入硫酸溶液和焦亚硫酸钠配成的还原液，搅拌反应4~6h后过滤得到浸出液，浸出液加入氯酸钾进行氧化，温度控制在60～70℃，反应1～2h，加入碳酸钾进行中和调pH值为2，过滤得到的滤液以60～100mL/min的流速注入到装有D280树脂的玻璃柱子进行两柱串联的树脂柱中进行动态吸附，吸附原料液5~8L吸附饱和，使用3～4mol/L的氢氧化钾溶液对吸附饱和的D280树脂进行动态解吸，待暗红色含钒解吸液颜色接近无色时解吸结束。本发明专利技术能得到可直接制备催化剂的高浓度含钒解吸液，清洁环保，成本低，经济效益高。经济效益高。

【技术实现步骤摘要】
一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法


[0001]本专利技术属于化工
，具体来说涉及一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法。
[0002]
技术介绍

[0003]我国已发展成为硫酸生产、消耗和出口大国，年产能约1.1亿吨。在硫酸生产过程中，钒催化剂长时间使用、老化、烟气杂质、粉化等原因引起催化剂失活，需筛分、替换以保证生产效率，据统计国内每年替换下来的废钒催化剂约1万吨。废钒催化剂中还有大量的钒和碱金属盐及其他物质，大量堆放不仅需要占用大量的土地资源，还会对环境产生污染。同时，钒属于有较高附加值的战略性资源，从废钒催化剂中回收利用钒具有重要的现实意义和战略价值。
[0004]现有的废钒催化剂回收利用方法主要分为酸浸法和碱浸法，提取钒之后通过不同的手段纯化富集，最终得到五氧化二钒，这些方法普遍存在工艺复杂，经济性低，后续水处理成本高的缺点。如专利CN109022828A废钒催化剂中钒的提取方法，其主要过程是：还原酸浸得到原料液，再氧化调pH值使用Dex
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V阴离子交换树脂进行钒的静态或动态吸附，然后解吸得到解吸液加入氯化铵沉钒，煅烧得到五氧化二钒。此方法树脂静态吸附过程需要30℃搅拌吸附4～6h，吸附原料液浓度低，钒含量只有5g/L，存在耗能高效率低，废水量大的缺点；树脂动态吸附过程以2～3mL/min的流速进行吸附，也是存在效率低，吸附时间长的缺点；在树脂解吸和沉钒过程引入大量氯离子，产生大量含氯废水需要处理；浸完的废渣未处理，钾和硅没有回收。成本高，树脂吸附的效率低，产生大量的废水需要处理，浸完的废渣未处理，钾和硅没有回收。
[0005]中国专利CN111876604A废旧钒硅系制硫酸催化剂处置利用的工艺方法，其过程为：超声初洗，干燥磨碎后还原酸浸，滤渣经漂洗脱水得到硅微粉，滤液加入Ca2+沉钒得到钒酸钙。此方法虽然工艺简单，成本低，但是经济效益低，产生大量的废水需要处理。
[0006]
技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供的一种能得到可直接制备催化剂的高浓度含钒解吸液，清洁环保，成本低，经济效益高的用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法。
[0008]本专利技术提供一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法，包括以下步骤：（1）还原酸浸：将废催化剂粉碎至10~100目，取废催化剂粉末质量2~3倍的质量分数为5~8%的硫酸溶液，加入废催化剂粉末钒质量18～22%的焦亚硫酸钠作为还原剂，搅拌溶解得到还原液；将还原液加入到废催化剂粉末中，搅拌反应4~6h后过滤得到浸渣和浸出液，浸渣用清水洗涤，洗涤液用作下次配制还原液；（2）浸出液氧化中和：浸出液加入溶液钒质量的18～22%的氯酸钾进行氧化，温度
控制在60～70℃，反应1～2h，加入碳酸钾进行中和调pH值为2，过滤除去一部分杂质，得到的滤液为钒含量为15～18g/L（以V2O5计）的原料液；（3）树脂预处理：将D280树脂分别装填在两只玻璃柱中（Φ100mm
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900mm），使用去离子水洗涤，再用10%的硫酸溶液洗涤，最后使用去离子水洗到pH值为2；（4）树脂富集纯化吸附：将装有D280树脂的玻璃柱子进行两柱串联，将步骤（2）得到的原料液以60～100mL/min的流速注入到树脂柱中进行动态吸附，吸附原料液5~8L吸附饱和，吸余液回到步骤（1）作为还原液循环使用；（5）树脂解吸：使用3～4mol/L的氢氧化钾溶液对吸附饱和的D280树脂进行动态解吸，待暗红色含钒解吸液颜色接近无色时解吸结束；（6）催化剂制备：在含钒解吸液中加入63.5%的硫酸调pH为1，加入硅藻土混合均匀，经过挤压成型、干燥、焙烧得到钒催化剂。
[0009]上述的一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法，其中：步骤（1）得到的浸渣按其质量1.2倍加入50%的氢氧化钠溶液，90℃下反应2h趁热过滤得到液体硅酸钠。
[0010]上述的一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法，其中：将循环2～4次的吸余液进行蒸发浓缩至过饱和后，冷却结晶过滤后得到硫酸钾，滤液回到步骤（1）作为还原液循环使用。
[0011]本专利技术同现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本专利技术使用碳酸钾作为中和剂，不引入新的杂质，并且钾可以回收利用；利用D280离子交换树脂进行钒的动态吸附，D280树脂交换容量大，并且可以进行较高浓度钒的吸附，可以吸附钒含量为15～18g/L的原料液（以V2O5计），并且进行两柱串联，能够高效富集纯化钒，得到的高浓度含钒解吸液可直接制备催化剂，整个过程几乎不产生废水和废渣，清洁环保，资源得到最大化利用，成本低，经济效益高。
[0012]具体实施方式
[0013]实施例1一种用D280树脂富集、纯化和提取回收利用废钒催化剂的方法，具体包括以下步骤：（1）废催化剂还原酸浸：将废催化剂粉碎至10目，取2.415kg废催化剂粉末，取废催化剂粉末质量2.5倍的质量分数为5%的硫酸溶液6kg，加入废催化剂粉末钒质量20%的固体还原剂焦亚硫酸钠0.025kg，搅拌溶解得到还原液；将还原液加入到废催化剂粉末中，搅拌反应4 h后过滤得到浸渣和浸出液，浸渣用0.5kg清水洗涤，洗涤液用作下次配制还原液；（2）浸出液氧化中和：浸出液加入溶液钒质量的20%的氯酸钾0.021kg进行氧化，温度控制在65℃，反应1.5h，加入氢氧化钾进行中和调pH值为2，过滤除去一部分杂质，得到的原料液的钒含量为18g/L（以V2O5计）；（3）废渣处理：浸取后的浸渣按其质量1.2倍加入50%的氢氧化钠溶液，90℃下反应2h趁热过滤得到液体硅酸钠；（4）树脂预处理：将1500mL的D280树脂分别装填在两只玻璃柱中（Φ100mm
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1000mm），使用去离子水洗涤，再用1500mL的10%硫酸溶液洗涤转型，最后使用去离子水洗到
pH值为2；（5）树脂富集纯化吸附：将装有D280树脂的玻璃柱子进行两柱串联，将步骤（2）得到的溶液以80mL/min的流速注入到树脂柱中进行动态吸附，吸附原料液5.7L吸附饱和，吸余液回到步骤（1）作为还原液循环使用；（6）树脂解吸：使用4mol/L氢氧化钾溶液对吸附饱和的D280树脂进行动态解吸，得到暗红色含钒解吸液，解吸液颜色接近无色时解吸结束，共消耗710mL氢氧化钾溶液；（7）催化剂制备：在含钒解吸液加入456mL的63.5%硫酸调pH为1，加入1.2kg硅藻土混合均匀，经过挤压成型、干燥、焙烧得到钒催化剂；（8）蒸发结晶：将循环2次的吸余液12L进行蒸发浓缩至过饱和后，冷却结晶过滤后得到硫酸钾，滤液回到还原浸取循环使用。
[0014]经检测分析，浸取后的废渣钒含量0.3%，废催化剂的浸取率达到94.3%，钒的回收率达到了95%，液体硅酸钠回收率达到92%，硫酸钾的纯度达到81%，根据HG/T 2089测得催化剂活性88%。
[0015]实施例2一种用D280树脂富集、纯化和提取回收利用废钒催化剂的方法，具体包括以下步骤：（1）废催化剂还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用D280树脂回收利用废钒催化剂的方法，包括以下步骤：（1）还原酸浸：将废催化剂粉碎至10~100目，取废催化剂粉末质量2~3倍的质量分数为5~8%的硫酸溶液，加入废催化剂粉末钒质量18～22%的焦亚硫酸钠作为还原剂，搅拌溶解得到还原液；将还原液加入到废催化剂粉末中，搅拌反应4~6h后过滤得到浸渣和浸出液，浸渣用清水洗涤，洗涤液用作下次配制还原液；（2）浸出液氧化中和：浸出液加入溶液钒质量的18～22%的氯酸钾进行氧化，温度控制在60～70℃，反应1～2h，加入碳酸钾进行中和调pH值为2，过滤除去一部分杂质，得到的滤液为钒含量为15～18g/L（以V2O5计）的原料液；（3）树脂预处理：将D280树脂分别装填在两只玻璃柱中（Φ100mm
×
900mm），使用去离子水洗涤，再用10%的硫酸溶液洗涤，最后使用去离子水洗到pH值为2；（4）树脂富集纯化吸附：将装有D280树脂的玻璃柱子进行两柱串联，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳建梅，周帅，田坤，杨胜飞，阳新锋，李庆峰，刘应炜，李兴鹏，罗昊楠，
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：