一種處理scr廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法。本發(fā)明解決了針對現(xiàn)有的廢催化劑存在處理難的問題，以含有釩、鎳等稀貴金屬的廢催化劑為原料，與石灰配成相應(yīng)堿度的渣料在溶化后用炭做還原劑，將廢催化劑中的有價金屬提煉出來與鐵形成鐵合金，熔渣用來制作水泥原料或建材產(chǎn)品。此法回收廢催化劑中的釩、鎳等有價金屬，減少廢催化劑對環(huán)境的污染。這既解決了廢催化劑的污染難題，又使寶貴的資源得到利用。
【專利說明】
-種處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種廢催化劑的處理方法，具體說是一種利用電弧爐處理SCR廢脫硝 催化劑和煉油廢催化劑的方法，屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油煉制工業(yè)和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用加氨脫硫化DS)催劑，皿S催化劑的組 分主要包括:鋼、鉆W及載體氧化侶。在使用過程中，原料中金屬饑和儀的沉積會使皿S催化 劑逐漸失去活性，導(dǎo)致廢催化劑大量排放，既對環(huán)境造成污染，又導(dǎo)致一些有用金屬的流 失，HDS廢催化劑中一般含有3%-12%的Mo，l%-15%的V，0%-3%的Co,0%-7%的Ni，30%-50%的載 體Al2〇3。該廢催化劑也屬于危險固體廢物，若將此類催化劑長時間露天堆放，不僅會占用大 量±地資源，其中的有毒有害成分還會隨著雨水的沖刷進入水體和±壤，對水體和±壤^ 及植被和生物等造成危害，并通過食物鏈危及人體健康。
[0003] 隨著人們環(huán)保意識的增強和環(huán)保法規(guī)的日益嚴格，對廢催化劑的處理和再利用引 起很多國家的關(guān)注。日本從20世紀50年代就開始研究廢催化劑的回收利用技術(shù);德國在 1972年規(guī)定廢催化劑必須作為原料再循環(huán)使用;美國近年來更是采用綜合性多部口跨學(xué)科 的研究計劃來解決廢催化劑的回收問題；國內(nèi)對廢催化劑回收利用起步較晚。由于工藝和 設(shè)備問題，我國廢催化劑的綜合回收利用率較低。
[0004] 目前，廢催化劑的處理和利用主要包含掩埋、再生、回收金屬及其它組分、合成高 附加值的產(chǎn)品。掩埋不僅費用高，而且可能由于重金屬滲透造成環(huán)境污染。再生可W延長催 化劑的使用壽命，減少廢催化劑對環(huán)境帶來的負面影響，受到失活催化劑是否具有再生價 值，由催化劑上沉積的雜質(zhì)情況、再生后活性回復(fù)程度、預(yù)計使用的年限、更換新催化劑的 價格等綜合因素影響，運種方法有一定的局限性。而從廢催化劑中回收金屬和其他組分的 技術(shù)是一種安全，低成本的處理技術(shù)。運些廢催化劑中的重金屬價格較高，回收后可W廣泛 用于鋼鐵行業(yè)和特殊合金生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種處理SCR廢脫硝催 化劑和含儀廢催化劑的方法，通過煉鋼爐將催化劑中的有價金屬還原誘鑄，解決了廢催化 劑的污染難題，又使寶貴的資源得到利用。
[0006] 為了解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑 的方法，包括W下步驟： (1)將SCR廢脫硝催化劑和/或煉油廢催化劑投入球磨機球磨成粉狀； (2 )在煉鋼爐中加入廢鋼、生鐵和娃鐵，廢鋼、生鐵和娃鐵加入量按催化劑和鐵總量計： Cfb< 40 %； (3)煉鋼爐升溫至1500-1700°C，在升溫過程中向煉鋼爐中吹氧，待煉鋼爐中的廢鋼、生 鐵和娃鐵全烙后，向煉鋼爐中添加廢催化劑粉末，并添加石灰造渣； (4)造渣完成后，排除爐渣； 巧）向煉鋼爐中的鐵水吹入蘭炭，煉鋼爐溫度保持1450-1550°C; (6)最后調(diào)節(jié)鐵水成分，將鐵水誘鑄成鐵合金屬塊。
[0007]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：前述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑 的方法，所述石灰添加量為控制烙渣堿度0.5-1.4。
[000引將廢鋼和生鐵加入煉鋼爐中，并加入適量娃鐵，在加熱過程中，吹入氧氣并逐步加 入石灰。廢鋼和生鐵全烙后，加入廢舊的廢催化劑，W焦炭為還原劑，采用選擇還原的方法， 把廢催化劑中的齡、(：0、化、￥還原入合金。在造渣過程中，將溫度控制在1500-1700°(：。加入 石灰、蛋石；爐渣主要組成為:FeO、Si02、化0,其余為CaF2，Mg0，Ti化。造渣成功后，將渣倒出。 最后調(diào)節(jié)鐵水成分，將鐵水誘鑄成鐵合金屬塊。
[0009] 因為Mo、Co、Ni、V在廢催化劑中大都W硫化物的形式存在，該階段設(shè)及的主要反 應(yīng)包括： ZMeS +3〇2=ZMeO +ZS〇2f ; MeO+C =Me+C〇f ; 3MeS +Fe3〇4+4C=3Me+3 化 S +4C0f; MeS +CaO +C =Me+CaS +COf; 化304+4C=3 化+4C0f。
[0010] 前述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，所述步驟(3)的烙渣中添加 5-8%降粘劑，所述降粘劑為CaCl2、CaF2、Na2C〇3的一種或者幾種。
[00川烙渣中存在大量氧化物，如103、吐203、1003、￥203、41203、〔30、5102和。60等，從及氧 化物在烙渣中形成復(fù)雜的大離子團和分子團，使渣變得很稠，使得W化及Mo化在渣中擴散困 難。因此為了加快還原(W03)和(Mo化），必須提高烙渣的流動性及擴大渣金反應(yīng)界面。所W在 烙煉過程要增加爐渣流動性，可顯著提高還原反應(yīng)速度，添加化C12, CaFs，化2(X)3可顯著提 高還原反應(yīng)速度。在烙渣中可提高(FeO)活度和降低烙渣粘度?；?0)3在碳存在條件下生成 CO和胞20?；?0是堿金屬，由文獻可知，化20可提高(FeO)活度。同時，NasO又可降低烙渣的烙 點，從而使烙渣粘度降低。
[0012]進一步的，前述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，所述石灰添加量 為控制烙渣堿度1.0。
[OOK]適當?shù)牡蛪A度渣中的CaW〇3和Mo〇3的活度較高，有利于降低渣金間合金元素的分配 tk，提高合金元素的收得率。通過對含W〇3系烙點的測定可發(fā)現(xiàn)，CaO含量偏高，會提高含W〇3 渣系的烙點，使渣流動性變差，降低W的收得率，因此采用低堿度渣工藝。
[0014] 用煉鋼爐處理失效SCR法脫硝催化劑和煉油廢催化劑是利用煉鋼爐的高溫特性， 在烙融的廢催化劑渣中添加石灰造渣，然后W蘭炭為還原劑進行還原，將廢催化劑中的有 價金屬與鐵形成鐵合金，烙渣用來制作水泥。此法回收廢催化劑中的饑、儀等有價金屬，減 少廢催化劑對環(huán)境的污染。
[0015] 前述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，所述的煉鋼爐為電弧爐、等 離子爐或礦熱爐。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對現(xiàn)有的廢催化劑存在處理難的問題，W含有饑、 儀等稀貴金屬的廢催化劑為原料，與石灰配成相應(yīng)堿度的渣料在溶化后用炭做還原劑，將 廢催化劑中的有價金屬提煉出來與鐵形成鐵合金屬塊，烙渣用來制作水泥原料或建材產(chǎn) 品。此法回收廢催化劑中的饑、儀等有價金屬，減少廢催化劑對環(huán)境的污染。運既解決了廢 催化劑的污染難題，又使寶貴的資源得到利用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明處理工藝流程示意圖。
【具體實施方式】 [001引實施例1 本實施例提供的一種處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，處理過程如圖1所 示，包括W下步驟： (1) 將煉油廢催化劑投入球磨機球磨成粉狀； (2) 在電弧爐中加入廢鋼、生鐵和娃鐵，廢鋼、生鐵和娃鐵加入量按催化劑和鐵總量計： Cpe< 40 %； (3) 電弧爐升溫至1600°C，在升溫過程中向電弧爐中吹氧，待電弧爐中的廢鋼、生鐵和 娃鐵全烙后，向電弧爐中添加廢催化劑粉末，并添加石灰造渣，石灰添加量為控制烙渣堿度 1.0;烙渣中添加7%的化F2降粘劑； (4) 造渣完成后，排除爐渣； 巧）向電弧爐中的鐵水吹入蘭炭，電弧爐溫度保持1520°C; (6)最后調(diào)節(jié)鐵水成分，將鐵水誘鑄成鐵合金屬塊。
[0019] 本實施例中催化劑主要成分如表1: -1-^. yIT …、]I 、、1. y。/-J、H V I I ' \
y J \ ~t / i -j i m- i i-ty I j I HV -一"，。丄"心.g -r^vj I i-t I/一孝口 還原劑在還原過程中所產(chǎn)生的Si化等形成爐渣，使渣量保持在較低的水平。本實施例的吹 氧助烙能使渣中(FeO)含量過高，導(dǎo)致W、Mo被氧化，氧化性強的渣對V2化的還原不利；同時吹 氧助烙消耗了鋼液中的還原劑，不利于合金元素氧化物還原反應(yīng)的進行。由于吹氧助烙降 低了合金元素的收得率，因此對吹氧助烙進行控制，選擇在鋼鐵烙化期末端進行吹氧，實現(xiàn) W、Mo氧化物的前期還原，而且吹氧強度控制流速，W避免由于渣量大而引起爐渣的泡沫化， 導(dǎo)致大沸騰事故和流渣。
[0020]除上述實施例外，本發(fā)明還可W有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形 成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，其特征在于包括以下步驟： (1)將SCR廢脫硝催化劑和/或煉油廢催化劑投入球磨機球磨成粉狀； (2 )在煉鋼爐中加入廢鋼、生鐵和硅鐵，廢鋼、生鐵和硅鐵加入量按催化劑和鐵總量計： CFe< 40 %； (3) 煉鋼爐升溫至1500-1700°C，在升溫過程中向電弧爐中吹氧，待煉鋼爐中的廢鋼、生 鐵和硅鐵全熔后，向煉鋼爐中添加廢催化劑粉末，并添加石灰造渣； (4) 造漁完成后，排除爐漁； (5 )向煉鋼爐中的鐵水吹入蘭炭，煉鋼爐溫度保持1450-1550 °C ; (6)最后調(diào)節(jié)鐵水成分，將鐵水饒鑄成鐵合金屬塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，其特征在于： 所述石灰添加量為控制熔渣堿度〇. 5-1.4。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，其特征在于： 所述步驟(3)的熔渣中添加5-8%降粘劑，所述降粘劑為CaCl 2Xa F2、Na2CO3的一種或者幾 種。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，其特征在于： 所述石灰添加量為控制熔渣堿度1. 〇。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理SCR廢脫硝催化劑和煉油廢催化劑的方法，其特征在于： 所述的煉鋼爐為電弧爐、等離子爐或礦熱爐。
【文檔編號】C21C5/52GK105925756SQ201610322226
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】周艷文, 張世達, 張倩帆, 馮效毅
【申請人】南京天地環(huán)境污染防治研究院