一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，屬于廢催化劑綜合利用領(lǐng)域。將廢棄的脫硝催化劑粉碎，然后通過酸浸還原將五氧化二釩從廢棄脫硝催化劑中分離，分離后的五氧化二釩經(jīng)富集、氧化、沉釩和脫氨等操作達到提純的目的。本發(fā)明可以將廢棄脫硝催化劑中的五氧化二釩先與其他金屬氧化物分離，進而進行提純，而將分離出五氧化二釩后的物料用于代替鈦鐵礦作為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的原料，達到廢棄脫硝催化劑的綜合利用。
【專利說明】一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，屬于廢棄催化劑綜合利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國能源結(jié)構(gòu)中，主要以煤炭能源為主，燃燒煤炭就會產(chǎn)生氮氧化物，氮氧化物(NOx)主要包括NO、NO2, N2O等，不僅會形成酸雨，還能導致化學煙霧，危害人類健康。隨著有關(guān)控制排放法規(guī)的日趨完善，NOx造成空氣污染越來越引起人們的重視。目前，選擇性催化還原(SCR)法被認為是最好的煙氣脫硝技術(shù)，具有較高的脫硝效率(可達90%)，且技術(shù)較為成熟，無二次污染，在國內(nèi)外得到越來越多的應用。
[0003]目前SCR法常用的是高溫催化劑，其以TiO2為載體，主要成分為V2O5-WO3(MoO3)等金屬氧化物，這些成分占催化劑總量的90 %以上，其余的微量組分根據(jù)鍋爐燃用的具體煤種添加。
[0004]SCR脫硝催化劑通常采用“2+1”的安裝方式，即先安裝2層催化劑，約3年后再加裝第3層，3年后更換第I層催化劑，此后每2年更換一層催化劑。根據(jù)SCR催化劑3年左右的使用壽命來推算，到2015年將有至少27萬m 3的廢棄催化劑產(chǎn)生。
[0005]大量失效的廢催化劑如何處理、處置已經(jīng)引起世界各國的高度重視。倘若對這些廢催化劑不加處置而隨意堆置的話，一方面會占用大量的土地資源，增加企業(yè)的成本；另一方面催化劑在使用過程當中所吸附的一些有毒、有害物質(zhì)以及自身所含有的一些金屬元素會由于各種作用而進入到自然環(huán)境，特別是水體，給環(huán)境帶來嚴重危害；第三方面，廢催化劑丟棄，其中所含有的各種有價金屬資源未能得到回收利用，會造成有效資源的巨大浪費。所以，開展廢催化劑的回收利用既可以變廢為寶，化害為益，還可以解決相應的一系列潛在的環(huán)境污染問題，從而帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種從廢棄的脫硝催化劑中回收釩組分，將廢棄脫硝催化劑中的五氧化二釩先與其他金屬氧化物分離，進而進行提純，而將分離出五氧化二釩后的物料用于代替鈦鐵礦作為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的原料，達到廢棄脫硝催化劑的綜合利用。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，將廢棄的脫硝催化劑進行粉碎，然后通過酸浸還原、富集、氧化、沉釩和脫氨等操作達到分離提純五氧化二釩的目的，具體包括以下步驟:
(1)粉碎:廢棄脫硝催化劑粉碎至平均粒徑為0.25-0.30mm ；
(2)酸浸還原:向步驟(1)所得粉碎后的廢棄脫硝催化劑加入質(zhì)量分數(shù)為40%-50%的硫酸溶液和還原劑，在90-120°C條件下反應2-3小時，硫酸溶液與廢脫硝催化劑質(zhì)量比為
1.0-3.0，廢脫硝催化劑與還原劑質(zhì)量之比為200-350，過濾得到濾液a和濾渣b ；
(3)富集:向步驟(2)得到的濾液a中加入質(zhì)量分數(shù)為30%-45%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至7.0-9.0，在60-90°C條件下反應90_150min，過濾得到濾液c和濾渣d ；
(4)氧化:向步驟(3)得到的濾渣d中加入質(zhì)量分數(shù)為30%-45%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與濾渣d的質(zhì)量比為8-10，通入氧氣，在60-80°C條件下反應60-90min得到濾液e ；
(5)沉釩:向步驟(4)得到的濾液e中加入過量氯化銨，在室溫下反應1-2小時，過濾得到偏釩酸銨和濾液f ;
(6)脫氨:將步驟(5)得到的偏釩酸銨在450-550°C條件下煅燒1_2小時，得到五氧化二釩。
[0008]所述步驟(2)中的硫酸溶液來自于硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢硫酸，質(zhì)量分數(shù)為40%-50%。
[0009]所述步驟(2)中的還原劑為亞硫酸鈉。
[0010]所述步驟(2)中的濾渣b用于代替鈦鐵礦作為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的原料。
[0011]所述步驟(3)中的濾液c經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉。
[0012]所述步驟(5)中的濾液f經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉。
[0013]本發(fā)明可以 將廢棄脫硝催化劑中的五氧化二釩與其他金屬氧化物先進行分離，進而進行提純，生產(chǎn)出市場需求的五氧化二釩、硫酸鈉、氯化鈉，五氧化二釩純度> 85%，回收率≥91.3% ;分離五氧化二釩后的濾渣(其中TiO2含量≥80%)可以用于代替鈦鐵礦作為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的原料。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明提供一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步闡述。
[0015]實施例1
1.向粉碎至平均粒徑為0.25mm的廢棄脫硝催化劑中加入質(zhì)量分數(shù)為40%的硫酸溶液和亞硫酸鈉，硫酸溶液與廢脫硝催化劑質(zhì)量比為1.0，廢脫硝催化劑與亞硫酸鈉質(zhì)量比為200，在90°C條件下反應3小時，過濾得濾液a和濾渣b ；
2.將濾渣b輸送至硫酸法鈦白粉生產(chǎn)原料倉庫；向濾液a中加入質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至7.0,在60°C條件下反應150min,過濾得濾液c和濾洛d ；
3.將濾液c蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉產(chǎn)品；向濾渣d中加入質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與濾渣d質(zhì)量比為10，通入氧氣，在60°C條件下反應90min，得到濾液e ；
4.向濾液e中加入過量氯化銨，在室溫下反應2小時，過濾得到偏釩酸銨沉淀和濾液
f ;
5.將偏釩酸銨沉淀在550°C條件下煅燒I小時，得到五氧化二釩成品，成品中五氧化二釩含量為87% ;將濾液f蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉產(chǎn)品。
[0016]實施例2
1.向粉碎至平均粒徑為0.30mm的廢棄脫硝催化劑中加入質(zhì)量分數(shù)為45%的硫酸溶液和亞硫酸鈉，硫酸溶液與廢脫硝催化劑質(zhì)量比為2.0，廢脫硝催化劑與亞硫酸鈉質(zhì)量比為300，在110°C條件下反應2小時，過濾得濾液a和濾渣b ;
2.將濾渣b輸送至硫酸法鈦白粉生產(chǎn)原料倉庫；向濾液a中加入質(zhì)量分數(shù)為40%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至8.0,在80°C條件下反應120min,過濾得濾液c和濾洛d ；
3.將濾液c蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉產(chǎn)品；向濾渣d中加入質(zhì)量分數(shù)為40%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與濾渣d質(zhì)量比為9，通入氧氣，在70°C條件下反應80min，得到濾液e ；
4.向濾液e中加入過量氯化銨，在室溫下反應1.5小時，過濾得到偏釩酸銨沉淀和濾液
f ;
5.將偏釩酸銨沉淀在500°C條件下煅燒I小時，得到五氧化二釩成品，成品中五氧化二釩含量為88% ;將濾液f蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉產(chǎn)品。
[0017]實施例3
1.向粉碎至平均粒徑為0.30mm的廢棄脫硝催化劑中加入質(zhì)量分數(shù)為50%的硫酸溶液和亞硫酸鈉，硫酸溶液與廢脫硝催化劑質(zhì)量比為3.0，廢脫硝催化劑與亞硫酸鈉質(zhì)量比為350，在120°C條件下反應2小時，過濾得濾液a和濾渣b ;
2.將濾渣b輸送至硫酸法鈦白粉生產(chǎn)原料倉庫；向濾液a中加入質(zhì)量分數(shù)為45%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至9.0,在90°C條件下反應90min,過濾得濾液c和濾洛d ；
3.將濾液c蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉產(chǎn)品；向濾渣d中加入質(zhì)量分數(shù)為45%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與濾渣d質(zhì)量比為8，通入氧氣，在80°C條件下反應60min，得到濾液e ；
4.向濾液e中加入過 量氯化銨，在室溫下反應I小時，過濾得到偏釩酸銨沉淀和濾液
f ;
5.將偏釩酸銨沉淀在450°C條件下煅燒2小時，得到五氧化二釩成品，成品中五氧化二釩含量為88% ;將濾液f蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，其特征是:包括以下工藝步驟: (1)粉碎:廢棄脫硝催化劑粉碎至平均粒徑為0.25-0.30mm ； (2)酸浸還原:向步驟(1)所得粉碎后的廢棄脫硝催化劑加入質(zhì)量分數(shù)為40%-50%的硫酸溶液和還原劑，在90-120°C條件下反應2-3小時，硫酸溶液與廢脫硝催化劑質(zhì)量比為1.0-3.0，廢脫硝催化劑與還原劑質(zhì)量之比為200-350，過濾得到濾液a和濾渣b ； (3)富集:向步驟(2)得到的濾液a中加入質(zhì)量分數(shù)為30%-45%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至7.0-9.0，在60-90°C條件下反應90_150min，過濾得到濾液c和濾渣d ； (4)氧化:向步驟(3)得到的濾渣d中加入質(zhì)量分數(shù)為30%-45%的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與濾渣d的質(zhì)量比為8-10，通入氧氣，在60-80°C條件下反應60-90min得到濾液e ； (5)沉釩:向步驟(4)得到的濾液e中加入過量氯化銨，在室溫下反應1-2小時，過濾得到偏釩酸銨和濾液f ; (6)脫氨:將步 驟(5)得到的偏釩酸銨在450-550°C條件下煅燒1_2小時，得到五氧化二釩。
2.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，其特征是:所述步驟(2)中的硫酸溶液來自于硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢硫酸，質(zhì)量分數(shù)為40%-50%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，其特征是:所述步驟(2)中的還原劑為亞硫Ife納。
4.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，其特征是:所述步驟(2)中的濾渣b用于代替鈦鐵礦作為硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的原料。
5.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，其特征是:所述步驟(3)中的濾液c經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄脫硝催化劑綜合利用的方法，其特征是:所述步驟(5)中的濾液f經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉產(chǎn)品。
【文檔編號】C22B7/00GK103966447SQ201410212782
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】張兵兵, 李俊峰, 凡廣生, 王學偉, 李翼然, 柳少軍, 王亞峰, 呂海濤, 郭婷婷, 盧曉莉, 李茂恩 申請人:漯河興茂鈦業(yè)股份有限公司