本發(fā)明涉及廢棄脫硝催化劑的回收
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法。
背景技術(shù)：
：選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)是一種高效、可靠、成熟的煙氣脫硝技術(shù)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)燃煤電廠鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)中，SCR脫硝催化劑是該技術(shù)的關(guān)鍵部件。隨著目前數(shù)以?xún)|噸SCR催化劑的投入使用，幾年后，廢棄或失活SCR催化劑將成為困擾該領(lǐng)域的重大固廢處理難題。在目前國(guó)內(nèi)還不具備成熟的廢棄SCR催化劑處理技術(shù)的前提下，為應(yīng)對(duì)即將面臨的重大環(huán)保問(wèn)題，廢棄SCR催化劑回收利用技術(shù)研究成為了目前國(guó)內(nèi)環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有的SCR催化劑的回收技術(shù)大多是將SCR催化劑中的釩鎢形成可溶性鹽，并富集到一定濃度，除去其中的雜質(zhì)，如磷、砷、硅等，然后過(guò)濾出鈦酸鹽渣滓，得到含偏釩酸鹽和鎢酸鹽的混合溶液，最后進(jìn)一步分離并焙燒獲得TiO2、V2O5和WO3；具體的技術(shù)包括鈉(鈣)化焙燒-水浸、濕法酸浸、堿浸和電解法等。由于SCR催化劑中V2O5和WO3或MoO3的含量較少，當(dāng)回收液中釩、鎢或鉬濃度低于一定程度時(shí)，從回收液中分離提取出較純的這些物質(zhì)非常困難。雖然釩鎢(鉬)富集工序可以提高V2O5、WO3或MoO3的產(chǎn)量，但是不能有效提高這些化合物的分離率和純度，同時(shí)也延長(zhǎng)了分離和提純工序，增加了處理成本。更為嚴(yán)重的是，在上述濕法冶金回收工藝中，會(huì)產(chǎn)生大量的回收廢水、廢渣和廢氣，由此帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種操作簡(jiǎn)便、成本低、無(wú)二次污染，且合金產(chǎn)物純度高、鈦含量高的燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法。解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有脫硝催化劑的回收主要為濕法回收，操作復(fù)雜，成本高，隨之產(chǎn)生的二次污染嚴(yán)重，金屬回收率低，產(chǎn)物純度不高，利用性能低。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，包括以下具體步驟：步驟一、預(yù)處理：清除廢棄脫硝催化劑表面的飛灰和微孔內(nèi)的雜質(zhì)，干燥后進(jìn)行粉碎，過(guò)200目篩；步驟二、混料：將步驟一制得的脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑混合研磨，置于陶瓷坩堝內(nèi)，得到混合物料坯體；其中脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為：脫硝催化劑52-55％，鋁粉18-20％，鐵氧化物8-10％，造渣劑6-8％和發(fā)熱劑8-10％；步驟三、引燃反應(yīng)：將鎢絲線圈放置在步驟二制得的混合物料坯體上，以混合物料粉末覆蓋鎢絲線圈，接通電源，點(diǎn)燃混合物料；步驟四、收集產(chǎn)物：待步驟三反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，取出反應(yīng)物，剝離表面陶瓷雜質(zhì)，得到合金產(chǎn)物。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟一中所述廢棄脫硝催化劑為釩鎢鈦體系或釩鉬鈦體系的脫硝催化劑。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟一中所述廢棄脫硝催化劑為蜂窩式、板式或波紋式的脫硝催化劑。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟一中廢棄脫硝催化劑表面的飛灰使用高壓空氣進(jìn)行吹掃清除，微孔內(nèi)的雜質(zhì)使用高壓水沖洗或超聲波清洗清除。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟一中清潔后的催化劑于40-100℃下干燥4-8h。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟二中所述鐵氧化物為鐵紅、軋鋼皮、鐵屑、氧化亞鐵、四氧化三鐵中的一種或幾種。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟二中所述造渣劑為礦物原料、氟化鈣、氧化鈣和氧化鎂中的一種或幾種，所述礦物原料中至少含有氟化鈣、氧化鈣和氧化鎂三種成分中的一種。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟二中所述發(fā)熱劑為高氯酸鉀和/或氯酸鉀。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟三所述反應(yīng)在通風(fēng)環(huán)境中進(jìn)行。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法，進(jìn)一步的，步驟三所述反應(yīng)在以下反應(yīng)裝置中進(jìn)行：所述反應(yīng)裝置包括反應(yīng)坩堝和位于反應(yīng)坩堝下部的保溫底座，所述保溫底座采用輕質(zhì)氧化鎂保溫磚制成，保溫底座表面設(shè)有與反應(yīng)坩堝底部相適應(yīng)的凹槽。本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法利用燃燒合成將廢棄的脫硝催化劑進(jìn)行回收，得到鈦鐵的含量不低于89％的鈦鐵合金產(chǎn)物，合金產(chǎn)物中金屬鈦的含量在65-72％之間，可作為鋼鐵冶煉助劑使用，基本超過(guò)了現(xiàn)有同類(lèi)鈦鐵合金產(chǎn)品中鈦的含量，冶煉性能優(yōu)異，彌補(bǔ)了現(xiàn)有高含鈦量的鈦鐵合金制備難度較大、成本較高的缺陷，變廢為寶，大大提高了反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明制得的產(chǎn)物中還包括陶瓷燒結(jié)而成的雜質(zhì)，主要成分為氧化鋁、硅酸鹽和鈣鹽，成塊附著在合金產(chǎn)物的表面，易于與合金剝離，操作便捷，合金產(chǎn)物中含有痕量的鎢或鉬，與陶瓷雜質(zhì)分離效果好，金屬提純率高達(dá)98％以上。本發(fā)明方法工序簡(jiǎn)單，易于操作，成本較低；反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率極高；反應(yīng)過(guò)程中無(wú)需額外提供熱源，可大幅度節(jié)約能源；在反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生多余的廢水、廢渣和廢氣，杜絕了二次污染，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。具體實(shí)施方式制備實(shí)施例1表1各制備實(shí)施例內(nèi)原料的用量情況％制備例1制備例2制備例3制備例4制備例5催化劑粉末5452555555鋁粉1820201920鐵紅8-31-軋鋼皮-5-4-鐵屑2---10氧化亞鐵-525-四氧化三鐵--3--氟化鈣234-3氧化鈣-3---氧化鎂42---螢石--4-3石灰2--61高氯酸鉀10-527氯酸鉀-10481本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法包括以下具體步驟：步驟一、預(yù)處理：取一釩鎢鈦體系的蜂窩式廢棄脫硝催化劑，使用壓縮空氣槍以高壓空氣吹掃清理廢棄脫硝催化劑的表面和孔道，然后使用高壓水槍以高壓水沖洗清洗廢棄脫硝催化劑的孔道，直至所有孔道無(wú)堵塞；然后送入鼓風(fēng)式干燥箱中于40℃下干燥8h；放入雷蒙磨料盤(pán)中，粉碎3min后，過(guò)200目篩；步驟二、混料：將步驟一制得的脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑混合研磨，置于陶瓷坩堝內(nèi)，以藥匙撫平物料表面，得到混合物料坯體；各實(shí)施例中各物質(zhì)的質(zhì)量如表1所示；步驟三、引燃反應(yīng)：將步驟二中陶瓷坩堝嵌入輕質(zhì)氧化鎂保溫底座的凹槽內(nèi)，將反應(yīng)裝置置于開(kāi)闊通風(fēng)處，將鎢絲線圈與電源連接，然后將其放置在混合物料的表面，以混合物料粉末覆蓋鎢絲線圈，接通電源，調(diào)節(jié)電流或電壓至鎢絲線圈發(fā)熱，引燃反應(yīng)物料；步驟四、收集產(chǎn)物：待步驟三反應(yīng)完成后，關(guān)閉電源，待反應(yīng)物料冷卻至室溫，取出反應(yīng)物，剝離表面陶瓷雜質(zhì)，得到合金產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物成分分析，具體分析結(jié)果，如表2所示。制備實(shí)施例2本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法包括以下具體步驟：步驟一、預(yù)處理：取一釩鉬鈦體系的蜂窩式廢棄脫硝催化劑，使用壓縮空氣槍以高壓空氣吹掃清理廢棄脫硝催化劑的表面和孔道，然后使用超聲波清洗廢棄脫硝催化劑的孔道，直至所有孔道無(wú)堵塞；然后送入鼓風(fēng)式干燥箱中于60℃下干燥6h；放入球磨機(jī)內(nèi)，粉碎2min后，過(guò)200目篩；步驟二、混料：將步驟一制得的脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑混合研磨，置于陶瓷坩堝內(nèi)，以藥匙撫平物料表面，得到混合物料坯體；各實(shí)施例中各物質(zhì)的質(zhì)量如表1所示；步驟三、引燃反應(yīng)：將步驟二中陶瓷坩堝嵌入輕質(zhì)氧化鎂保溫底座的凹槽內(nèi)，將反應(yīng)裝置置于開(kāi)闊通風(fēng)處，將鎢絲線圈與電源連接，然后將其放置在混合物料的表面，以混合物料粉末覆蓋鎢絲線圈，接通電源，調(diào)節(jié)電流或電壓至鎢絲線圈發(fā)熱，引燃反應(yīng)物料；步驟四、收集產(chǎn)物：待步驟三反應(yīng)完成后，關(guān)閉電源，待反應(yīng)物料冷卻至室溫，取出反應(yīng)物，剝離表面陶瓷雜質(zhì)，得到合金產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物成分分析，具體分析結(jié)果，如表2所示。制備實(shí)施例3本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法包括以下具體步驟：步驟一、預(yù)處理：取一釩鎢鈦體系的板式廢棄脫硝催化劑，使用壓縮空氣槍以高壓空氣吹掃清理廢棄脫硝催化劑的表面和孔道，然后使用高壓水槍以高壓水沖洗清洗廢棄脫硝催化劑的孔道，直至所有孔道無(wú)堵塞；然后送入鼓風(fēng)式干燥箱中于100℃下干燥4h；放入粉碎機(jī)內(nèi)，粉碎2min后，過(guò)200目篩；步驟二、混料：將步驟一制得的脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑混合研磨，置于陶瓷坩堝內(nèi)，以藥匙撫平物料表面，得到混合物料坯體；各實(shí)施例中各物質(zhì)的質(zhì)量如表1所示；步驟三、引燃反應(yīng)：將步驟二中陶瓷坩堝嵌入輕質(zhì)氧化鎂保溫底座的凹槽內(nèi)，將反應(yīng)裝置置于開(kāi)闊通風(fēng)處，將鎢絲線圈與電源連接，然后將其放置在混合物料的表面，以混合物料粉末覆蓋鎢絲線圈，接通電源，調(diào)節(jié)電流或電壓至鎢絲線圈發(fā)熱，引燃反應(yīng)物料；步驟四、收集產(chǎn)物：待步驟三反應(yīng)完成后，關(guān)閉電源，待反應(yīng)物料冷卻至室溫，取出反應(yīng)物，剝離表面陶瓷雜質(zhì)，得到合金產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物成分分析，具體分析結(jié)果，如表2所示。制備實(shí)施例4本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法包括以下具體步驟：步驟一、預(yù)處理：取一釩鉬鈦體系的波紋式廢棄脫硝催化劑，使用壓縮空氣槍以高壓空氣吹掃清理廢棄脫硝催化劑的表面和孔道，然后使用超聲波洗清洗廢棄脫硝催化劑的孔道，直至所有孔道無(wú)堵塞；然后送入鼓風(fēng)式干燥箱中于80℃下干燥5h；放入研缽中，粉碎5min后，過(guò)200目篩；步驟二、混料：將步驟一制得的脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑混合研磨，置于陶瓷坩堝內(nèi)，以藥匙撫平物料表面，得到混合物料坯體；各實(shí)施例中各物質(zhì)的質(zhì)量如表1所示；步驟三、引燃反應(yīng)：將步驟二中陶瓷坩堝嵌入輕質(zhì)氧化鎂保溫底座的凹槽內(nèi)，將反應(yīng)裝置置于開(kāi)闊通風(fēng)處，將鎢絲線圈與電源連接，然后將其放置在混合物料的表面，以混合物料粉末覆蓋鎢絲線圈，接通電源，調(diào)節(jié)電流或電壓至鎢絲線圈發(fā)熱，引燃反應(yīng)物料；步驟四、收集產(chǎn)物：待步驟三反應(yīng)完成后，關(guān)閉電源，待反應(yīng)物料冷卻至室溫，取出反應(yīng)物，剝離表面陶瓷雜質(zhì)，得到合金產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物成分分析，具體分析結(jié)果，如表2所示。制備實(shí)施例5本發(fā)明燃燒合成回收廢棄脫硝催化劑的方法包括以下具體步驟：步驟一、預(yù)處理：取一釩鎢鈦體系的蜂窩式廢棄脫硝催化劑，使用壓縮空氣槍以高壓空氣吹掃清理廢棄脫硝催化劑的表面和孔道，然后使用高壓水槍以高壓水沖洗清洗廢棄脫硝催化劑的孔道，直至所有孔道無(wú)堵塞；然后送入鼓風(fēng)式干燥箱中于70℃下干燥7h；放入球磨機(jī)內(nèi)，粉碎3min后，過(guò)200目篩；步驟二、混料：將步驟一制得的脫硝催化劑粉末與鋁粉、鐵氧化物、造渣劑和發(fā)熱劑混合研磨，置于陶瓷坩堝內(nèi)，以藥匙撫平物料表面，得到混合物料坯體；各實(shí)施例中各物質(zhì)的質(zhì)量如表1所示；步驟三、引燃反應(yīng)：將步驟二中陶瓷坩堝嵌入輕質(zhì)氧化鎂保溫底座的凹槽內(nèi)，將反應(yīng)裝置置于開(kāi)闊通風(fēng)處，將鎢絲線圈與電源連接，然后將其放置在混合物料的表面，以混合物料粉末覆蓋鎢絲線圈，接通電源，調(diào)節(jié)電流或電壓至鎢絲線圈發(fā)熱，引燃反應(yīng)物料；步驟四、收集產(chǎn)物：待步驟三反應(yīng)完成后，關(guān)閉電源，待反應(yīng)物料冷卻至室溫，取出反應(yīng)物，剝離表面陶瓷雜質(zhì)，得到合金產(chǎn)物，進(jìn)行產(chǎn)物成分分析，具體分析結(jié)果，如表2所示。表2各制備實(shí)施例制得的合金產(chǎn)物的成分分析結(jié)果質(zhì)量百分?jǐn)?shù)％制備例1制備例2制備例3制備例4制備例5Ti71.2168.5465.2166.7867.37Fe22.5321.4224.7023.1123.89Al4.288.117.837.656.41Si1.251.081.351.571.41W0.73-0.91-0.92Mo-0.85-0.89-本方法得到的反應(yīng)產(chǎn)物中，雜質(zhì)以燒結(jié)的陶瓷結(jié)塊形式聚集，主要成分為氧化鋁、硅酸鹽和鈣鹽，而原廢棄脫硝催化劑中的主要金屬成分，則通過(guò)燃燒合成技術(shù)，合成了鈦鐵合金，可作為鋼鐵冶煉助劑，其中鈦鐵的含量不低于89％；合金產(chǎn)物中含有少量的鋁，痕量的鎢或鉬，金屬組分分離效果好，提純率高達(dá)98％以上。目前市面上含鈦量在65％～75％的鈦鐵合金被稱(chēng)為高鈦鐵(TiFe70)，是一種冶煉特種鋼、結(jié)構(gòu)鋼和特種合金鋼的重要原材料。其常用的制備方法，如重熔法、鋁熱法等，都是以鈦鐵礦或鈦屑為原料，原料成本和工藝成本都很高；而本方法采用零成本的廢脫硝催化劑為原料，通過(guò)節(jié)能環(huán)保的燃燒合成工藝，制得含鈦量在65-72％之間的鈦鐵合金，該產(chǎn)物在純度、鈦含量等方面完全符合高鈦鐵合金的性能要求，并且成分中含有微量的釩、鎢或鉬等金屬成分，大大提高了其作為合金助劑的綜合品質(zhì)，在鋼鐵冶煉應(yīng)用中能表現(xiàn)出更加優(yōu)異的性能和效果。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3