一种处理scr废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法
【专利摘要】本发明涉及一种处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法。本发明解决了针对现有的废催化剂存在处理难的问题，以含有钒、镍等稀贵金属的废催化剂为原料，与石灰配成相应碱度的渣料在溶化后用炭做还原剂，将废催化剂中的有价金属提炼出来与铁形成铁合金，熔渣用来制作水泥原料或建材产品。此法回收废催化剂中的钒、镍等有价金属，减少废催化剂对环境的污染。这既解决了废催化剂的污染难题，又使宝贵的资源得到利用。
【专利说明】
-种处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种废催化剂的处理方法，具体说是一种利用电弧炉处理SCR废脱硝 催化剂和炼油废催化剂的方法，属于环境保护技术领域。
【背景技术】
[0002] 在石油炼制工业和化学工业生产中广泛使用加氨脱硫化DS)催剂，皿S催化剂的组 分主要包括:钢、钻W及载体氧化侣。在使用过程中，原料中金属饥和儀的沉积会使皿S催化 剂逐渐失去活性，导致废催化剂大量排放，既对环境造成污染，又导致一些有用金属的流 失，HDS废催化剂中一般含有3%-12%的Mo，l%-15%的V，0%-3%的Co,0%-7%的Ni，30%-50%的载 体Al2〇3。该废催化剂也属于危险固体废物，若将此类催化剂长时间露天堆放，不仅会占用大 量±地资源，其中的有毒有害成分还会随着雨水的冲刷进入水体和±壤，对水体和±壤^ 及植被和生物等造成危害，并通过食物链危及人体健康。
[0003] 随着人们环保意识的增强和环保法规的日益严格，对废催化剂的处理和再利用引 起很多国家的关注。日本从20世纪50年代就开始研究废催化剂的回收利用技术;德国在 1972年规定废催化剂必须作为原料再循环使用;美国近年来更是采用综合性多部口跨学科 的研究计划来解决废催化剂的回收问题；国内对废催化剂回收利用起步较晚。由于工艺和 设备问题，我国废催化剂的综合回收利用率较低。
[0004] 目前，废催化剂的处理和利用主要包含掩埋、再生、回收金属及其它组分、合成高 附加值的产品。掩埋不仅费用高，而且可能由于重金属渗透造成环境污染。再生可W延长催 化剂的使用寿命，减少废催化剂对环境带来的负面影响，受到失活催化剂是否具有再生价 值，由催化剂上沉积的杂质情况、再生后活性回复程度、预计使用的年限、更换新催化剂的 价格等综合因素影响，运种方法有一定的局限性。而从废催化剂中回收金属和其他组分的 技术是一种安全，低成本的处理技术。运些废催化剂中的重金属价格较高，回收后可W广泛 用于钢铁行业和特殊合金生产。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种处理SCR废脱硝催 化剂和含儀废催化剂的方法，通过炼钢炉将催化剂中的有价金属还原诱铸，解决了废催化 剂的污染难题，又使宝贵的资源得到利用。
[0006] 为了解决W上技术问题，本发明提供一种处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂 的方法，包括W下步骤： (1)将SCR废脱硝催化剂和/或炼油废催化剂投入球磨机球磨成粉状； (2 )在炼钢炉中加入废钢、生铁和娃铁，废钢、生铁和娃铁加入量按催化剂和铁总量计： Cfb< 40 %； (3)炼钢炉升溫至1500-1700°C，在升溫过程中向炼钢炉中吹氧，待炼钢炉中的废钢、生 铁和娃铁全烙后，向炼钢炉中添加废催化剂粉末，并添加石灰造渣； (4)造渣完成后，排除炉渣； 巧）向炼钢炉中的铁水吹入兰炭，炼钢炉溫度保持1450-1550°C; (6)最后调节铁水成分，将铁水诱铸成铁合金属块。
[0007]本发明进一步限定的技术方案是：前述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂 的方法，所述石灰添加量为控制烙渣碱度0.5-1.4。
[000引将废钢和生铁加入炼钢炉中，并加入适量娃铁，在加热过程中，吹入氧气并逐步加 入石灰。废钢和生铁全烙后，加入废旧的废催化剂，W焦炭为还原剂，采用选择还原的方法， 把废催化剂中的齡、(：0、化、￥还原入合金。在造渣过程中，将溫度控制在1500-1700°(：。加入 石灰、蛋石；炉渣主要组成为:FeO、Si02、化0,其余为CaF2，Mg0，Ti化。造渣成功后，将渣倒出。 最后调节铁水成分，将铁水诱铸成铁合金属块。
[0009] 因为Mo、Co、Ni、V在废催化剂中大都W硫化物的形式存在，该阶段设及的主要反 应包括： 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] 前述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，所述步骤(3)的烙渣中添加 5-8%降粘剂，所述降粘剂为CaCl2、CaF2、Na2C〇3的一种或者几种。
[00川烙渣中存在大量氧化物，如103、吐203、1003、￥203、41203、〔30、5102和。60等，从及氧 化物在烙渣中形成复杂的大离子团和分子团，使渣变得很稠，使得W化及Mo化在渣中扩散困 难。因此为了加快还原(W03)和(Mo化），必须提高烙渣的流动性及扩大渣金反应界面。所W在 烙炼过程要增加炉渣流动性，可显著提高还原反应速度，添加化C12, CaFs，化2(X)3可显著提 高还原反应速度。在烙渣中可提高(FeO)活度和降低烙渣粘度。化20)3在碳存在条件下生成 CO和胞20。化20是碱金属，由文献可知，化20可提高(FeO)活度。同时，NasO又可降低烙渣的烙 点，从而使烙渣粘度降低。
[0012]进一步的，前述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，所述石灰添加量 为控制烙渣碱度1.0。
[OOK]适当的低碱度渣中的CaW〇3和Mo〇3的活度较高，有利于降低渣金间合金元素的分配 tk，提高合金元素的收得率。通过对含W〇3系烙点的测定可发现，CaO含量偏高，会提高含W〇3 渣系的烙点，使渣流动性变差，降低W的收得率，因此采用低碱度渣工艺。
[0014] 用炼钢炉处理失效SCR法脱硝催化剂和炼油废催化剂是利用炼钢炉的高溫特性， 在烙融的废催化剂渣中添加石灰造渣，然后W兰炭为还原剂进行还原，将废催化剂中的有 价金属与铁形成铁合金，烙渣用来制作水泥。此法回收废催化剂中的饥、儀等有价金属，减 少废催化剂对环境的污染。
[0015] 前述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，所述的炼钢炉为电弧炉、等 离子炉或矿热炉。
[0016] 本发明的有益效果是:本发明针对现有的废催化剂存在处理难的问题，W含有饥、 儀等稀贵金属的废催化剂为原料，与石灰配成相应碱度的渣料在溶化后用炭做还原剂，将 废催化剂中的有价金属提炼出来与铁形成铁合金属块，烙渣用来制作水泥原料或建材产 品。此法回收废催化剂中的饥、儀等有价金属，减少废催化剂对环境的污染。运既解决了废 催化剂的污染难题，又使宝贵的资源得到利用。
【附图说明】
[0017]图1为本发明处理工艺流程示意图。
【具体实施方式】 [001引实施例1 本实施例提供的一种处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，处理过程如图1所 示，包括W下步骤： (1) 将炼油废催化剂投入球磨机球磨成粉状； (2) 在电弧炉中加入废钢、生铁和娃铁，废钢、生铁和娃铁加入量按催化剂和铁总量计： Cpe< 40 %； (3) 电弧炉升溫至1600°C，在升溫过程中向电弧炉中吹氧，待电弧炉中的废钢、生铁和 娃铁全烙后，向电弧炉中添加废催化剂粉末，并添加石灰造渣，石灰添加量为控制烙渣碱度 1.0;烙渣中添加7%的化F2降粘剂； (4) 造渣完成后，排除炉渣； 巧）向电弧炉中的铁水吹入兰炭，电弧炉溫度保持1520°C; (6)最后调节铁水成分，将铁水诱铸成铁合金属块。
[0019] 本实施例中催化剂主要成分如表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 还原剂在还原过程中所产生的Si化等形成炉渣，使渣量保持在较低的水平。本实施例的吹 氧助烙能使渣中(FeO)含量过高，导致W、Mo被氧化，氧化性强的渣对V2化的还原不利；同时吹 氧助烙消耗了钢液中的还原剂，不利于合金元素氧化物还原反应的进行。由于吹氧助烙降 低了合金元素的收得率，因此对吹氧助烙进行控制，选择在钢铁烙化期末端进行吹氧，实现 W、Mo氧化物的前期还原，而且吹氧强度控制流速，W避免由于渣量大而引起炉渣的泡沫化， 导致大沸腾事故和流渣。
[0020]除上述实施例外，本发明还可W有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤： (1)将SCR废脱硝催化剂和/或炼油废催化剂投入球磨机球磨成粉状； (2 )在炼钢炉中加入废钢、生铁和硅铁，废钢、生铁和硅铁加入量按催化剂和铁总量计： CFe< 40 %； (3) 炼钢炉升温至1500-1700°C，在升温过程中向电弧炉中吹氧，待炼钢炉中的废钢、生 铁和硅铁全熔后，向炼钢炉中添加废催化剂粉末，并添加石灰造渣； (4) 造渔完成后，排除炉渔； (5 )向炼钢炉中的铁水吹入兰炭，炼钢炉温度保持1450-1550 °C ; (6)最后调节铁水成分，将铁水饶铸成铁合金属块。2. 根据权利要求1所述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，其特征在于： 所述石灰添加量为控制熔渣碱度〇. 5-1.4。3. 根据权利要求1所述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，其特征在于： 所述步骤(3)的熔渣中添加5-8%降粘剂，所述降粘剂为CaCl 2Xa F2、Na2CO3的一种或者几 种。4. 根据权利要求2所述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，其特征在于： 所述石灰添加量为控制熔渣碱度1. 〇。5. 根据权利要求1所述的处理SCR废脱硝催化剂和炼油废催化剂的方法，其特征在于： 所述的炼钢炉为电弧炉、等离子炉或矿热炉。
【文档编号】C21C5/52GK105925756SQ201610322226
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】周艳文, 张世达, 张倩帆, 冯效毅
【申请人】南京天地环境污染防治研究院