从废弃选择性催化还原催化剂中回收钒及钨的方法_2

文档序号:8247363阅读:来源:国知局
骤选择适当方 式。较佳地,所述去除杂质步骤包括调整pH值步骤、在调整pH值步骤后的加热步骤,并在 加热步骤后过滤去除所产生的杂质沉淀物,即形成所述纯化的浸渍液。
[0038] 更具体的说,所述调整pH值步骤通过添加酸剂至所述浸渍液中,并调整所述浸渍 液的pH值范围为7. 5至9. 5,以增加例如硅酸钠或氢氧化钠等杂质的去除率;调整所述浸 渍液的PH值范围为7. 5至8.0为更佳。所述酸剂例如但不限于:(1).单质子酸:盐酸或 硝酸等;(2).双质子酸:硫酸等;(3).三质子酸:磷酸等;其中,所述酸剂以双质子酸为较 佳。于本发明的具体例中,所述浸渍液中还具有少量的NaAlO 2及Na2SiO3,所使用的酸剂为 硫酸,因此在所述调整pH值步骤时,添加硫酸除了能调整所述浸渍液的pH值范围,NaAlO 2 及Na2SiO3会被硫酸水解并中和形成Al (OH) 3、SiO · ηΗ20及铝硅酸盐的沉淀。且于本发明 的具体例中,所述浸渍液的pH值范围为7. 5至9. 5时,浸渍液中包含钒盐离子V3O9'及钨 盐尚子WO42。
[0039] 所述加热步骤是于所述调整pH值步骤后,在温度范围为30°C至KKTC下加热所述 浸渍液,可提升在所述去除杂质步骤中的杂质去除率,及降低钒及钨的损失率。所述温度范 围以75°C至90°C为更佳。于此步骤中,加热时间范围为0. 5小时至12小时;并以0. 5小时 至2小时为更佳。
[0040] 《离子交换步骤》
[0041] 所述离子交换步骤是先将所述纯化的浸渍液的pH值范围调整为1至3,形成待分 离液,再以阴离子交换树脂分离所述待分离液中的钒盐及钨盐,所述钨盐会吸附在所述离 子交换树脂上,即得到含钒的溶液,及含钨的阴离子交换树脂。其中,所述待分离液的PH值 范围为1至3,钒及钨的电荷正负相异,因此能通过阴离子交换树脂使钒及钨分离。
[0042] 较佳的,所述阴离子交换树脂选自于季铵盐型、叔铵盐型、仲铵盐型。
[0043] 提升所述离子交换步骤中钒的回收率及钨的回收率,较佳的,所述待分离液中钒 盐的浓度范围为0. 1至0. OOOOlmol/L ;较佳的,所述待分离液中钨盐的浓度范围为1至 0. 00001m〇l/L。较佳的,所述待分离液的温度范围为21至28°C。
[0044] 《钒析出步骤》
[0045] 所述钒析出步骤是于所述离子交换步骤后,从所述含钒的溶液中析出含钒的沉淀 物。
[0046] 于本发明中,所述钒析出步骤的具体方式为:先以碱剂调整所述含钒的溶液的pH 值范围6. 5至8. 5,再加入沉淀剂,得到含钒的沉淀物。其中,所述碱剂例如但不限于:氢氧 化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾等,又以氢氧化钠为最佳。所述沉淀剂例如但不限于:氯化 铵、硫酸铵、硝酸铵、乙酸铵或碳酸铵等。
[0047] 《钨析出步骤》
[0048] 所述钨析出步骤是于离子交换步骤后,使钨离子自所述含钨的阴离子交换树脂中 脱附并形成含钨的溶液,以及从所述含钨的溶液中析出含钨的沉淀物。
[0049] 于本发明中,所述钨析出步骤的具体方式为:先以洗涤液清洗所述含钨的阴离子 交换树脂,以使吸附在阴离子交换树脂上的钨离子脱附,得到含钨的溶液,接着以酸剂调整 所述含钨的溶液的PH值范围1. 5至2. 5,再加入沉淀剂,得到钨酸铵沉淀物。其中,所述洗 涤液例如但不限于:氨水或氢氧化钠等。所述酸剂例如但不限于:盐酸或硝酸等。所述沉淀 剂例如但不限于:氯化铵、硫酸铵、硝酸铵或碳酸铵等。
[0050] 本发明的方法,通过先将包括钒源及钨源的废弃SCR催化剂与适当的焙烧剂进行 焙烧处理后再进行浸渍,接着先去除浸渍液中的杂质,并调整纯化后的浸渍液的pH值至适 当范围后,再以阴离子交换树脂进行分离,而能达到相当优异的钒回收率及钨回收率,且因 使用离子交换树脂而不会污染环境。
[0051] 本发明将就以下实施例来作进一步说明,但应了解的是,所述实施例只为例示说 明的用途,而不应被解释为本发明实施的限制。
[0052] 〈实施例〉
[0053] [效果评价]
[0054] 分别就以下实施例及比较例进行以下测试:
[0055] 1.浸渍效率
[0056] 浸渍效率(%)=浸渍液中的钒盐(或钨盐)的含量+废弃SCR催化剂中的钒源 (或钨源)的含量
[0057] 浸渍液中的钒盐(或钨盐)的含量利用环检所的"事业废弃物萃出液中重金属检 测方法一酸消化法"(NIEA R306.13C)测得。废弃SCR催化剂中的钒源(或钨源)的含量 采用以下方式测得:将废弃SCR催化剂与包含水及浓硝酸的混合液(水与浓硝酸的体积比 =1:1)接触,在固液比lg/l〇〇ml及温度95°C下反应30分钟,得到反应液。待反应液降至 常温(25°C )后,再加入3mL的30%双氧水及2mL的水,接着在95°C下反应1小时,得到待 测液,再以环检所的"事业废弃物萃出液中重金属检测方法一酸消化法"(NIEA R306. 13C) 测量所述待测液,即可得知废弃SCR催化剂中的钒源(或钨源)的含量。
[0058] 2.杂质去除率
[0059] 杂质去除率(%) =[浸渍液中的铝(或硅)的含量一纯化的浸渍液中的铝(或硅) 的含量]+浸渍液中的铝(或硅)的含量
[0060] 浸渍液及纯化的浸渍液中的铝(或硅)的含量利用环检所的"事业废弃物萃出液 中重金属检测方法一酸消化法"(NIEA R306. 13C)测得。
[0061] 3.钒(或钨)的损失率
[0062] 钒(或钨)的损失率(%) =[浸渍液中的钒盐(或钨盐)含量一纯化的浸渍液中的 钒盐(或钨盐)含量]+浸渍液中的钒盐(或钨盐)含量
[0063] 浸渍液及纯化的浸渍液中的钒盐(或钨盐)的含量利用环检所的"事业废弃物萃 出液中重金属检测方法一酸消化法"(NIEA R306. 13C)测得。
[0064] 4.钒(或钨)的回收率
[0065] I凡回收率(%) = (待分尚液中的I凡盐含量一含I凡的溶液中的I凡含量)+待分尚液 中的钒盐含量
[0066] 钨回收率(%) =(待分离液中的钨盐含量一含钨的阴离子交换树脂中的钨含量 待分离液中的钨盐含量
[0067] 待分离液中的钒盐(或钨盐),及含钒的溶液中的钒含量利用环检所的"事业废弃 物萃出液中重金属检测方法一酸消化法"(NIEA R306.13C)测得。并以待分离液中的钨盐 含量减去含钒的溶液中的钨含量,即得到含钨的阴离子交换树脂中的钨含量。
[0068] [实施例1]
[0069] 《前处理步骤》
[0070] 【焙烧步骤】:取废弃的选择性催化还原催化剂(以下简称废弃SCR催化剂,厂商 型号:SINOx @ Argillon Plate type SCR Catalyst),所述废弃 SCR 催化剂包含 f凡源(钥; 氧化物V2O5)及钨源(钨氧化物WO3),将所述废弃SCR催化剂研磨至140目以下后形成废 弃SCR催化剂粉末,将焙烧剂(碳酸钠)与所述废弃SCR催化剂粉末混合形成混合物(所 述废弃SCR催化剂粉末与碳酸钠的重量比=10:7),接着将所述混合物在900°C下焙烧3小 时,形成经焙烧处理的废弃SCR催化剂,所述钒源与所述钨源分别与焙烧剂反应而形成钒 盐(Na 2VO3)及钨盐(Na2WO4)。
[0071] 【浸渍步骤】:将所述经焙烧处理的废弃SCR催化剂浸渍在去离子水中以溶解所 述钒盐(Na2VO3)及钨盐(Na 2WO4),浸渍条件为:浸渍温度90°C、浸渍时间1小时及固液比 30g/100ml,得到浸渍液(pH值=12)。浸渍效率为:钒100%及钨95%。
[0072]《去除杂质步骤》
[0073] 以硫酸(浓度:98%)调整浸渍液的pH值至8后,加热至80°C并恒温30分钟,接着 过滤以去除杂质[包含=Al(OH) 3、SiO · ηΗ20及铝硅酸盐],形成纯化的浸渍液(包含钒盐 V3093_及钨盐W042_)。于此沉淀分离步骤中,铝的去除率为84. 27%,及硅的去除率为95. 97%, 钒的损失率为5. 82%,及钨的损失率为6. 44%。
[0074] 《离子交换分离步骤》
[0075] 用盐酸(浓度:37%)调整所述纯化的浸渍液的pH值至1,形成待分离液(包 含钒盐VO 2+及钨盐W12O396O,添加阴离子交换树脂(季铵盐型,厂商:太洋化成,型号: DIAION?PA3丨6 )至所述待分离液中,并使所述待分离液的温度控制在25°C,总反应时 间设定为8小时。8小时后,得到含钒(VO2+)
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