萃取剂组合物及其应用以及回收溶液中活性组分的方法与流程

文档序号:18633442发布日期:2019-09-11 21:55

本发明涉及脱硝催化剂资源化技术领域,具体涉及一种萃取剂组合物,及其在回收含有钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种作为活性组分的溶液中的活性组分中的应用,以及一种回收含有钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种作为活性组分的溶液中的活性组分的方法。



背景技术:

当前我国的能源结构仍以煤炭为主,煤炭在燃烧过程中会排放大量的氮氧化物(NOx),引发严重的区域性灰霾、酸雨等环境污染,对人类健康和生活产生危害。截至2015年上半年,已投运火电脱硝机组容量约7.5亿千瓦。按中国每兆瓦发电机组SCR脱硝催化剂初装量(两层)约0.6~0.8m3,脱硝催化剂保有量约45~60万方。作为脱硝工程的重要组成部分,脱硝催化剂的使用寿命约24000小时,即脱硝催化剂在运行三到四年后,其催化活性将不能满足脱硝工程要求,需要更换新催化剂或再生使其恢复活性。

目前脱硝催化剂再生技术的工艺比较固定,包括清灰、超声清洗、化学清洗、活化和煅烧等。其中活化工艺是指将清洗后的脱硝催化剂模块浸入活性补充液中一段时间使活性组分吸附沉积在脱硝催化剂上,此活性补充液的主要成分为钒、钨或钼。由于失活脱硝催化剂中含有大量的粉煤灰,一般在活化前的清洗工艺中不可能100%去除干净,因而会有少量粉煤灰被带入活化槽内,粉煤灰里的可溶性物质比如K+、Na+、Al3+、Fe3+、Ca2+和Mg2+等离子将溶解在活性补充液里,当活性补充液再生若干批脱硝催化剂后,将引起活性补充液里不溶性杂质,K+、Na+、Al3+、Fe3+、Ca2+和Mg2+等可溶性杂质离子含量的升高,造成活性补充液再生效果下降,需要对活性补充液除杂或更换新鲜活性补充液。如果直接排掉失效活性补充液并更换新鲜活性补充液,将增加成本。

当前暂未有对活性补充液进行除杂并循环利用的文章或专利报道,可供参考的是钒工业中含钒浸出液的除杂技术或萃取技术、废催化剂回收领域中的钒和钨萃取技术。在钒工业中的钒的提纯中,CN101709377A公开了一种提纯钒的方法,包括向含钒溶液中加入硫酸镁和明矾,去除Si、P杂质,但对其他杂质离子如Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、K+和Na+没有去除能力。该申请涉及的技术方案需要含钒溶液中的钒浓度为25-30g/L,应用范围窄。 CN102888512A公开了一种提纯钒的方法,包括向钒溶液中加入氧化剂,使 Fe2+氧化为Fe3+,去除Fe杂质,但对其他杂质离子如Si、Al3+、Ca2+、Mg2+、 K+和Na+没有去除能力,得到的产物是固体钒酸盐,不适宜用来除杂活性补充液里的杂质,该申请涉及的技术方案需要含钒溶液中的钒浓度为 15-35g/L,应用范围窄。CN104357658A中使用钒萃取剂从VOSO4溶液中萃取钒,并使用硫酸进行反萃,得到富钒反萃液,该反萃液中加入铵盐进行沉钒,但该工艺针对硫酸氧钒,与活性补充液里的钒状态不一致,不具有通用性。产物也不宜做活性补充液。CN104862485A中使用钨萃取剂萃取钒钨溶液,钒和钨分别进入萃余液和有机相,富钒萃余液经再处理得到五氧化二钒,富钨有机相经反萃和提纯工艺后得到仲钨酸铵,但该文献未公开再处理的方法。CN104357658A和CN104862485A均只能单一的从钒溶液或钒钨溶液中提取钒或钨,如果要同时提取钒钨,则需要萃取-反萃两次,工艺复杂。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题,提供一种萃取剂组合物及利用该萃取剂对含有钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种作为活性组分的溶液中的活性组分进行回收的方法。

本发明一方面提供一种萃取剂组合物,该萃取剂组合物含有烷基胺、中性膦萃取剂、高碳醇和磺化煤油。

本发明第二方面提供如上所述的萃取剂组合物在回收溶液中活性组分中的应用,其中,所述活性组分选自钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种。

本发明第三方面提供一种回收溶液中活性组分的方法,所述活性组分选自钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种,该方法包括:

(1)将pH 2-7的所述溶液与如上所述的萃取剂接触,以对所述溶液中的活性组分进行萃取并得到萃取液;

(2)将所述萃取液与氨水接触以对所述萃取液中的活性组分进行反萃取,得到含有活性组分的反萃液。

本发明的有益效果是:(1)使用本发明提供的萃取剂组合物,不管含有所述活性组分的溶液中含有何种杂质,都可以一次性与其分离,获得纯净的含有活性组分的溶液,适应性高;(2)本发明的方法效率高,一次萃取-反萃取后,即可将活性组分与杂质分离;(3)活性组分回收率高,回收率近乎 100%;(4)本申请的技术方案中对溶液中活性成分的浓度要求不高,具有较宽的适用范围;(5)反萃取后的萃取剂组合物可循环利用,为一次性投入,因而成本很低;(6)所需设备和工艺也很简单。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明的发明人在研究中发现,通过将烷基胺、中性膦萃取剂、高碳醇和磺化煤油进行组合配制成用于萃取含有钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种作为活性成分的溶液中的活性成分的萃取剂时,各成分之间的相互配合能够使得所述萃取剂组合物高特异性的萃取出钒元素、钨元素或钼元素,而与其他杂质元素相互排斥,使其进入萃余相中,从而完成了活性组分的纯化。

基于如上的发现,本发明一方面提供一种萃取剂组合物,该萃取剂组合物含有烷基胺、中性膦萃取剂、高碳醇和磺化煤油。

尽管所述萃取剂组合物中含有烷基胺、中性膦萃取剂、高碳醇和磺化煤油就能够对如上所述的活性组分进行特异性的萃取,但当以所述萃取剂组合物的总重量为基准,所述烷基胺的含量为5-25重量%(例如,5重量%、10 重量%、15重量%、20重量%、25重量%)、所述中性膦萃取剂的含量为5-15 重量%(例如,5重量%、8重量%、12重量%、15重量%)、所述高碳醇的含量为5-10重量%(例如,5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、 10重量%)、所述磺化煤油的含量为60-85重量%(例如,60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%)时,能够进一步提高对活性组分的萃取能力。

根据本发明,所述烷基胺可以采用本领域常规的可用于作为萃取剂的烷基胺类,例如,可以选自伯胺、仲胺、叔胺和季铵盐中的一种或多种,优选的,烷基胺类萃取剂的分子量为260-600。更为优选的,所述烷基胺选自 PrimeneJM-T(伯胺,烷基甲胺,国产号N1923,萃钨)、Amine S-24(仲胺、 N-十二烯,萃钼)、Alamine 336(叔胺,三烷基胺,国产号N235,萃钨)和 Aliquat-336(季铵盐,氯化三烷基甲基胺,国产号N263,萃钨)中的至少一种,更优选选自PrimeneJM-T(伯胺,烷基甲胺,国产号N1923,萃钨)、 Amine S-24(仲胺、N-十二烯,萃钼)和Alamine 336(叔胺,三烷基胺,国产号N235,萃钨)中的至少一种。

根据本发明,所述中性膦萃取剂可以为本领域公知的各种中性膦萃取剂,但为了更好的配合以提高所述萃取剂组合物的对活性组分的萃取效率以及对杂质成分的排斥效应,所述中性膦萃取剂优选选自甲基膦酸二异戊酯 (DAMP)、丁基膦酸二丁酯(DBBP)、甲基膦酸二异混和酯(P-311)和磷酸三丁酯(TBP)中的至少一种,更优选为磷酸三丁酯(TBP)。

根据本发明,所述高碳醇可以为本领域公知的各种高碳醇,例如,可以为高级烷醇,也可以为低级烷醇,本发明优选为低级烷醇,更优选为碳原子数为8-10的低级烷醇,也即,C8-C10的饱和一元醇,例如,直链或支链的 C8醇(例如,正辛醇、仲辛醇)、直链或支链的C9醇、直链或支链的C10 醇。本发明特别优选仲辛醇。

本发明第二方面提供如上所述的萃取剂组合物在回收溶液中活性组分中的应用,其中,所述活性组分选自钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种。

本发明的第三方面提供一种回收溶液中活性组分的方法,所述活性组分选自钒元素、钨元素和钼元素中的至少一种,该方法包括:

(1)将pH 2-7的所述溶液与如上所述的萃取剂接触,以对所述溶液中的活性组分进行萃取并得到萃取液;

(2)将所述萃取液与氨水接触以对所述萃取液中的活性组分进行反萃取,得到含有活性组分的反萃液。

根据本发明的技术方案,通过使用如上的萃取剂进行萃取并结合氨水进行反萃取,可以仅通过一次萃取-反萃取便能够有效的回收溶液中的活性组分,并且得到的活性组分中杂质含量极低,且能够适用较宽的活性组分浓度范围。

根据本发明,优选使用盐酸或硫酸将所述溶液的pH值调节至2-7,更优选为2.5-4.5。

根据本发明,所述钒元素、钨元素和钼元素可以均以其水溶性铵盐的形式存在于水溶液中,例如,所述钒元素可以以偏钒酸铵为载体,所述钨元素可以以偏钨酸铵为载体,所述钼元素可以以七钼酸铵为载体。

根据本发明一种优选的实施方式,所述溶液为脱硝催化剂的活性补充液。在对脱硝催化剂进行再生时,通常将其浸入活性补充液中一段时间使活性组分吸附沉积在脱硝催化剂上,此活性补充液的主要成分为钒、钨或钼。由于失活脱硝催化剂中含有大量的粉煤灰,一般在活化前的清洗工艺中不可能100%去除干净,因而会有少量粉煤灰被带入活化槽内,粉煤灰里的可溶性物质比如K+、Na+、Al3+、Fe3+、Ca2+和Mg2+等离子将溶解在活性补充液里。因此,本发明所述的活性补充液为失活或部分失活的活性补充液,其通常含有K+、Na+、Al3+、Fe3+、Ca2+和Mg2+中的至少一种杂质。

根据本发明,在将所述溶液与本发明的萃取剂接触以进行活性组分的萃取之前,为了进一步提高除杂效果,所述方法还包括将所述溶液依次进行沉降和过滤。其中,所述沉降优选在沉降池中采用自然沉降的方法进行,自然沉降的时间可以为6-12小时,结束后得到含有活性组分的上清液。所述过滤优选在滤布中进行,所述滤布的孔径可以为400-800目。

根据本发明,所述萃取剂的用量可以在较宽的范围内进行变化,优选的,为了进一步提高萃取及除杂效果,所述萃取剂与所述溶液的体积比为0.25-4,优选为0.5-2。

根据本发明,为了更进一步提高萃取及除杂效果,所述萃取优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌优选为气流搅拌,例如,可以在高压空气搅拌器中进行。

根据本发明,所述萃取的条件可以在较宽的范围内进行变化,优选的,为了进一步提高萃取及除杂效果,所述萃取的温度为15-40℃,时间为 15-120min。萃取结束后,所述活性成分进入到萃取剂中,杂质等成分留在萃余液中,

根据本发明,为了更进一步提高对萃取液进行反萃取及除杂效果,所述反萃取优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌优选为气流搅拌,例如,可以在高压空气搅拌器中进行。

根据本发明,所述反萃取的条件可以在较宽的范围内进行变化,优选的,为了进一步提高反萃取及除杂效果,所述反萃取的温度为15-40℃,时间为 15-120min。反萃取结束后,所述活性成分进入到氨水中,所述萃取剂成为空白有机相,为了节省资源以及实现萃取剂的充分利用,优选将所述空白有机相进行循环使用。

根据本发明,为了进一步提高反萃取及除杂效果,所述氨水的浓度优选为10-30重量%。

根据本发明,反萃取结束后,得到的含有活性成分的反萃取液可以排入暂存罐中,然后对活性组分的含量进行分析,根据分析结果以及活性成分的预定浓度补充适量的活性成分,同时补充酸或碱调整pH,例如,9.2-9.3。

实施例

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

步骤②中进行过滤的介质为滤布,400-800目。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.7重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.3重量%偏钨酸铵(以WO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至4.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为5重量%N1923,5重量%磷酸三丁酯(TBP),5重量%仲辛醇和85重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中向所述有机萃取相中加入反萃剂10重量%稀氨水,打开高压空气在室温下持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例2:

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为1.2重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、2.1重量%偏钨酸铵(以WO3计),pH为8.5。

②该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降10小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀盐酸调节pH至4.0;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为10重量%N1923,10重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和70重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为0.5。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1.5小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨有萃取机相留存;

⑤向所述有机萃取相中向所述有机萃取相中加入反萃剂20重量%稀氨水,打开高压空气室温下持续搅拌1.5小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨含量分析,并补充其浓度分别为1.5重量%和2.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例3:

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.8重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.0重量%七钼酸铵(以MoO3计),pH为8.3。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降8小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至3.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为10重量%N1923,10重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和70重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为2。随后打开高压空气在室温下持续搅拌0.5小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钼有萃取机相留存;

⑤向所述有机萃取相中向所述有机萃取相中加入反萃剂30重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钼含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.2。

实施例4:

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为1.3重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、2.1重量%七钼酸铵(以MoO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降6小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至3.2;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为15重量%N1923,15重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和60重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钼有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂30重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钼含量分析,并补充其浓度分别为1.5重量%和3.0重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.2。

实施例5

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.7重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.3重量%偏钨酸铵(以WO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至4.0;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为5重量%Amine S-24,5重量%磷酸三丁酯(TBP),5重量%仲辛醇和85重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂10重量%稀氨水,打开高压空气室温下持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例6

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.8重量%偏钒酸铵(以V2O5计)。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至3.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为5重量%N235,5重量%磷酸三丁酯(TBP),5重量%仲辛醇和85重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂10重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒含量分析,并补充其浓度为1.0重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例7

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.7重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.3重量%偏钨酸铵(以WO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至2.5;

③向萃取分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为5重量%N235,5重量%磷酸三丁酯(TBP),5重量%仲辛醇和85重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂10重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例8

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.8重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.0重量%七钼酸铵(以MoO3计),pH为8.3。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至3.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为5重量%N235,5重量%磷酸三丁酯(TBP),5重量%仲辛醇和85重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钼有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂20重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钼含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.2。

实施例9

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为1.3重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、2.1重量%七钼酸铵(以MoO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至2.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为10重量%N235,10重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和70重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钼有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂30重量%稀氨水,打开高压空气室温下持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钼含量分析,并补充其浓度分别为1.5重量%和3.0重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.2。

实施例10

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.8重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.3重量%偏钨酸铵(以WO3计),1.0重量%七钼酸铵,pH为8.3。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入稀硫酸调节pH至3.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为10重量%N235,10重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和70重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨钼有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂30%稀氨水,打开高压空气室温下持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨、钼含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%,1.5重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.2。

实施例11

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.7重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.3重量%偏钨酸铵(以WO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入盐酸调节pH至4.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为8重量%N263,8重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和74重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂15重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例12

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为1.2重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、2.1重量%偏钨酸铵(以WO3计),pH为8.5。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入盐酸调节pH至4.0;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为12重量%N263,12重量%磷酸三丁酯(TBP),10重量%仲辛醇和66重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钨有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂20重量%稀氨水,打开高压空气在室温下持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钨含量分析,并补充其浓度分别为1.5重量%和2.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.3。

实施例13

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

某再生厂提供的脱硝催化剂失效活性补充液,其主要成分为0.8重量%偏钒酸铵(以V2O5计)、1.0重量%七钼酸铵(以MoO3计),pH为8.3。

①将该失效活性补充液排入沉淀池进行自然沉降12小时;

②将自然沉降的活性补充液上层清液过滤后排入带有高压空气搅拌功能的萃取分离罐,并加入盐酸调节pH至3.5;

③向分离罐中加入萃取剂,该萃取剂成分为5重量%N263,5重量%酸三丁酯(TBP),5重量%仲辛醇和85重量%磺化煤油,有机萃取相与初始萃原液体积比O/A为1。随后打开高压空气在室温下持续搅拌1小时,并静置等待分层;

④待分层后,将下层萃余液排入废水系统统一进行处理;上层富钒钼有机萃取相留存;

⑤向所述有机萃取相中加入反萃剂10重量%稀氨水,打开高压空气持续搅拌1小时后,静置等待分层;随后将反萃液排入活性补充液储存罐,空白有机萃取相留存在萃取分离罐内循环使用;

⑥取活性补充液储存罐内的活性补充液进行钒、钼含量分析,并补充其浓度分别为1.0重量%和1.5重量%;

⑦使用硫酸调节pH至9.2。

实施例14

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,将TBP替换为等量的DAMP,将仲辛醇替换为等量的正辛醇。

实施例15

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,将TBP替换为等量的DBBP,将仲辛醇替换为等量的正壬醇。

实施例16

本实施例用于说明本发明提供萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,将TBP替换为等量的P-311,将仲辛醇替换为等量的正癸醇。

对比例1

本对比例用于说明参比的萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,萃取剂组合物中不含有烷基胺,将其用量均为3份分别补充至中性膦萃取剂、高碳醇和磺化煤油中。

对比例2

本对比例用于说明参比的萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,萃取剂组合物中不含有中性膦萃取剂,将其用量均为3份分别补充至烷基胺、高碳醇和磺化煤油中。

对比例3

本对比例用于说明参比的萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,萃取剂组合物中不含有高碳醇,将其用量均为3份分别补充至烷基胺、中性膦萃取剂和磺化煤油中。

对比例4

本对比例用于说明参比的萃取剂及回收溶液中活性组分的方法

按照实施例10的方法回收溶液中活性组分,不同的是,萃取剂组合物中不含有磺化煤油,将其替换为等量的普通煤油。

测试例

测定如上实施例1-16和对比例1-4中反萃取结束后的活性补充液活性组分的含量:反萃取处理后的活性补充液中钒、钨、钼、钾、钠、铁、钙以及铝等离子浓度使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定。

钒、钨和钼回收率η均按照如下方式计算:

其中,M=钒、钼或钨,CM前、CM后分别为处理前、处理后活性补充液中钒、钼或钨浓度,V前、V后分别为处理前、处理后活性补充液的体积。

将实施例1-16和对比例1-4,分别进行钒、钨或钼回收率,杂质K、Na、 Fe和Al等离子浓度测试,记为测试例1-16和测试对比例1-4。

同样分别对实施例1-16处理之前的失效活性补充液杂质K、Na、Fe和 Al等离子浓度进行测试,并取其平均值,记为空白对照。

测试例1-16和测试对比例1-4结果如表1所示。

表1.活性补充液再生利用实施例与对比例测试结果对比

由以上表1可以看出,相比于对比例1-4,采用本发明提供的萃取剂及其处理方法处理后的活性补充液,其钒、钨和钼回收率大多超过97%以上,对活性组分能很好的进行回收,且相比于未处理的失效活性补充液,对K+、 Na+、Fe3+和Al3+离子去除率极高,几乎全部去除,达到了新鲜活性补充液中杂质离子浓度,说明本发明的方法可以很好的去除失效活性补充液中的杂质离子。

另外,相比于实施例11-12和14-16,采用本申请优选的烷基胺、中性膦萃取剂和高碳醇能够进一步提高活性组分的回收率以及杂质的去除率。

以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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