一种废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废弃脱硝催化剂综合利用的方法，尤其是一种废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法。
【背景技术】
[0002]我国能源结构中，主要以煤炭能源为主，燃烧煤炭就会产生氮氧化物，氮氧化物(NOx)主要包括NO、NO2, N2O等，不仅会形成酸雨，还能导致化学烟雾，危害人类健康，呢造成空气污染越来越引起人们的重视，有关控制排放的法规也在日趋完善。目前，选择性催化还原(SCR)法被认为是最好的烟气脱硝技术，具有较高的脱硝效率(可达90%)，且技术较为成熟，无二次污染，在国内外得到越来越多的应用。
[0003]目前SCR法常用的是高温催化剂，其以T12为载体，主要成分为V2O5-WO3(MoO3)等金属氧化物，这些成分占催化剂总量的90 %以上，其余的微量组分根据锅炉燃用的具体煤种添加。
[0004]SCR脱硝催化剂通常采用“2+1”的安装方式，即先安装2层催化剂，约3年后再加装第3层，3年后更换第I层催化剂，此后每2年更换一层催化剂。根据SCR催化剂3年左右的使用寿命来推算，到2015年将有至少27万m 3的废弃催化剂产生。
[0005]大量失效的废弃催化剂如何处理、处置已经引起世界各国的高度重视。倘若对这些废弃催化剂不加处置而随意堆置的话，一方面会占用大量的土地资源，增加企业的成本；另一方面催化剂在使用过程当中所吸附的一些有毒、有害物质以及自身所含有的一些金属元素会由于各种作用而进入到自然环境，特别是水体，给环境带来严重危害；第三方面，废催化剂丢弃，其中所含有的各种有价金属资源未能得到回收利用，会造成有效资源的巨大浪费。所以，开展废弃催化剂的回收利用既可以变废为宝，化害为益，还可以解决相应的一系列潜在的环境污染问题，从而带来可观的经济效益和社会效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种从废弃的脱硝催化剂中回收钒组分，采用高温活化法将废弃脱硝催化剂中的五氧化二钒先与其他金属氧化物分离，进而进行提纯，而将分离出五氧化二钒后的物料用于代替钛铁矿作为硫酸法生产钛白粉的原料，实现废弃脱硝催化剂的综合利用。
[0007]本发明提供的技术方案如下:
该废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，是将废弃的脱硝催化剂进行粉碎，然后通过高温灼烧、浸取、沉钒和脱氨等操作达到分离提纯五氧化二钒的目的，具体包括以下步骤:
(1)粉碎:将废弃脱硝催化剂粉碎至平均粒径为0.10-0.30mm ；
(2)高温灼烧:将步骤(I)所得粉碎后的废弃脱硝催化剂在高温条件下通入空气进行灼烧2-3小时； (3)浸取:将步骤(2)得到灼烧后的废弃脱硝催化剂颗粒浸入一定浓度的NH4HCO3溶液，浸入时间为2-3小时，过滤得到滤液a和滤渣b ;
(4)沉|凡:在50_70°C条件下向滤液a中加入过量氯化钱，揽拌1-2小时，然后静置2_4小时，过滤得到偏钒酸铵；
(5)脱氨:将步骤(4)得到的偏钒酸铵在450-550°C条件下煅烧1_2小时，得到五氧化二钒。
[0008]所述步骤(2)中的高温条件为600-800°C。
[0009]所述步骤(3)中NH4HCCV^液的浓度为 1.0X 10 ?1.2X 10 -3mol/g。
[0010]所述步骤(3)中的滤渣b用于代替钛铁矿作为硫酸法生产钛白粉的原料。
[0011]本发明将废弃脱硝催化剂中的五氧化二钒与其他金属氧化物先进行分离，进而进行提纯，回收市场需求的五氧化二钒。五氧化二钒回收率多84% ;回收五氧化二钒后的滤渣中打02的含量多80%，可以用于代替钛铁矿作为硫酸法生产钛白粉的原料，从而实现废弃脱硝催化剂的综合利用。
【具体实施方式】
[0012]本发明提供一种废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，下面通过具体实施例对本发明做进一步阐述。
[0013]实施例1
将粉碎至平均粒径为0.1Omm的废弃脱硝催化剂中在600°C条件下通入空气灼烧3小时，然后浸入浓度为1.0 X 10_3mol/g的稀NH4HCCV^液中，浸入时间为3小时，过滤得到滤液和滤渣，将滤渣输送至硫酸法钛白粉生产原料仓库，在50°C条件下向滤液中加入过量氯化铵，搅拌2小时，然后静置2小时，过滤得到偏钒酸铵，将偏钒酸铵沉淀，在550°C条件下煅烧I小时，得到五氧化二钒成品，五氧化二钒回收率多84%ο
[0014]实施例2
将粉碎至平均粒径为0.20_的废弃脱硝催化剂中在700°C条件下通入空气灼烧2.5小时，然后浸入浓度为1.1 X 10_3mol/g的稀NH4HCCV^液中，浸入时间为2.5小时，过滤得到滤液和滤渣，将滤渣输送至硫酸法钛白粉生产原料仓库，在60 °C条件下向滤液中加入过量氯化铵，搅拌1.5小时，然后静置3小时，过滤得到偏钒酸铵，将偏钒酸铵沉淀，在500°C条件下煅烧1.5小时，得到五氧化二钒成品，五氧化二钒回收率多84%ο
[0015]实施例3
将粉碎至平均粒径为0.30mm的废弃脱硝催化剂中在800°C条件下通入空气灼烧2小时，然后浸入浓度为1.2 X 10_3mol/g的稀NH4HCCV^液中，浸入时间为2小时，过滤得到滤液和滤渣，将滤渣输送至硫酸法钛白粉生产原料仓库，在70°C条件下向滤液中加入过量氯化铵，搅拌I小时，然后静置4小时，过滤得到偏钒酸铵，将偏钒酸铵沉淀，在450°C条件下煅烧2小时，得到五氧化二钒成品。五氧化二钒回收率多84%ο
[0016]上述实施例中浸出过程对酸和碱消耗少，经过一次沉钒即可回收五氧化二钒，五氧化二钒回收率高。
【主权项】
1.一种废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，其特征是，包括以下工艺步骤: (1)粉碎:将废弃脱硝催化剂粉碎至平均粒径为0.10-0.30mm ； (2)高温灼烧:将步骤(I)所得粉碎后的废弃脱硝催化剂在高温条件下通入空气进行灼烧2-3小时； (3)浸取:将步骤(2)得到灼烧后的废弃脱硝催化剂颗粒浸入一定浓度的NH4HCO3溶液，浸入时间为2-3小时，过滤得到滤液a和滤渣b ; (4)沉|凡:在50_70°C条件下向滤液a中加入过量氯化钱，揽拌1-2小时，然后静置2_4小时，过滤得到偏钒酸铵； (5)脱氨:将步骤(4)得到的偏钒酸铵在450-550°C条件下煅烧1_2小时，得到五氧化二钒。
2.如权利要求1所述的废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，其特征是:所述步骤(2)中的高温条件为600-800°C。
3.如权利要求1所述的废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，其特征是:所述步骤(3)中 NH4HCO3溶液的浓度为 1.0X10 1.2X10 -3mol/g。
4.如权利要求1或3所述的废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，其特征是:所述步骤(3)中的滤渣b用于代替钛铁矿作为硫酸法生产钛白粉的原料。
【专利摘要】本发明公开了一种废弃脱硝催化剂综合利用的高温活化方法，将废弃的脱硝催化剂粉碎，把细颗粒的废弃催化剂在一定温度下通入空气进行灼烧，然后浸入一定浓度的NH4HCO3溶液中，过滤得到滤液和滤渣，滤液经沉淀及焙烧可回收五氧化二钒。该方法浸出过程对酸和碱消耗少，经过一次沉钒即可回收五氧化二钒，五氧化二钒的回收率达到84%，而过滤后的滤渣中TiO2的含量≥80%，可用于代替钛铁矿作为硫酸法生产钛白粉的原料，从而实现废弃脱硝催化剂的综合利用。
【IPC分类】C01G31-02
【公开号】CN104591282
【申请号】CN201510014333
【发明人】凡广生, 张兵兵, 李俊峰, 孙学习, 柳少军, 王亚峰, 李翼然, 王学伟, 于丹丹, 刘松贺, 李茂恩
【申请人】中州大学, 漯河兴茂钛业股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月13日