一种从废弃SCR脱硝催化剂中分离回收锐钛型二氧化钛的方法与流程

文档序号:11502437阅读:721来源:国知局

本发明涉及环保技术和循环经济领域,特别涉及一种从废弃scr脱硝催化剂中分离回收锐钛型二氧化钛的方法。



背景技术:

在我国煤炭是主要能源,其燃烧产生的氮氧化物不仅会形成酸雨,还会导致化学烟雾,危害人类健康。我国氮氧化物排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,而电力工业又是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是氮化物(nox)排放的主要来源之一。随着生态文明建设纳入社会主义建设的五位一体布局,燃煤造成的空气污染越来越引起政府的重视。

选择性催化还原法(简称:scr法)是目前世界上应用最多、技术较为成熟的工艺,被认为具有较高的脱硝效率(可达90%)。scr催化剂一般以tio2为载体,以wo3、v2o5等稀有金属氧化物为活性成分。其中wo3含量在2-10%左右,v2o5含量大于0.5%,tio2含量大于80%,wo3、v2o5和tio2的总含量往往高于90%。因此,废弃scr脱硝催化剂中的tio2分离的程度将直接影响整体催化剂的回收,同时也直接影响催化剂中其他元素的分离。

《火电厂烟气脱硝工程技术规范—选择性催化还原法》(hj562-2010)中对scr法废脱硝催化剂规定了无害化处理方式,即把催化剂压碎后进行填埋。但scr废脱硝催化剂压碎后进行填埋,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;再一方面scr催化剂本身含有的v2o5、wo3和tio2都是宝贵的资源,废脱硝催化剂丢弃导致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。若能采取分离提纯的方式将其回收,则不仅可产生新的利润增长点,也符合《中华人民共和国循环经济促进法》中有关再利用和资源化产业模式的要求。因此,脱硝催化剂的回收、无害化处理技术的研发和实现工业化生产有着迫切的社会需求。而scr催化剂中含量达85%的tio2的分离,更成为分离的关键。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种从废弃scr脱硝催化剂中分离回收锐钛型二氧化钛的方法。该方法的主要产品为锐钛型二氧化钛和钨酸,且产品的纯度高、回收率高。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:

一种从废弃scr脱硝催化剂中分离回收锐钛型二氧化钛的方法,包括以下步骤:

1)预处理:取废弃的scr脱硝催化剂进行水洗、除尘、干燥,然后粉碎,得催化剂粉末;

2)一次碱浸:将步骤1)得到的催化剂粉末在碱溶液中进行浸渍,浸渍后固液分离,得到滤液和滤饼;

3)二次碱浸:将步骤2)得到的滤饼进行多次水洗,然后在碱溶液中进行第二次浸渍,浸渍后固液分离,得到滤液和滤饼;

4)二氧化钛成品:将步骤3)得到的滤饼进行多次水洗,然后干燥,得二氧化钛成品。

优选的,上述技术方案中,所述步骤1)中的催化剂粉末是通过以下方法获得:先将废弃的scr脱硝催化剂用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

优选的,上述技术方案中,步骤2)中一次浸渍的碱液为15%-20%的氢氧化钠溶液,浸渍条件为:温度为90-100℃,浸渍时间为3-5h。

优选的,上述技术方案中,步骤3)中第二次浸渍的碱液为10%-15%的氢氧化钠溶液,浸渍条件为:温度为90-100℃,浸渍时间为3-5h。

优选的,上述技术方案中,步骤3)和步骤4)中对于滤饼的洗涤,每次水洗中,水与滤饼的重量比为(3-4):1,洗涤次数为2-4次,洗涤温度为50-70℃,洗涤时间为30-60min。

优选的,上述技术方案中,步骤4)得到的二氧化钛成品为锐钛型二氧化钛,其纯度为98%。

本发明上述技术方案,具有如下有益效果:

本发明的方法分离得到的二氧化钛为锐钛型二氧化钛成品,其纯度可达98%,回收率可达97%,比表面积及粒径均满足标准要求,可重新用于制备催化剂的载体。

附图说明

图1为根据本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细描述,以便于进一步理解本发明。

以下实施例中所有使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。

以下实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可通过商业途径获得。

实施例1

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用20%的氢氧化钠溶液300ml进行碱浸,在90℃浸渍4h,结束后进行固液分离,得到滤液和滤饼a。

3、将步骤2的滤饼用15%的氢氧化钠300ml进行碱浸,在90℃条件下浸渍2h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的滤饼b进行水洗,每次水洗量为300ml,水洗3次,水洗时间为30min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量96.7%。

实施例2

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用15%的氢氧化钠溶液300ml进行碱浸,在100℃,3h,结束后进行固液分离,得到滤饼a。

3、将步骤2的滤饼a用15%的氢氧化钠300ml进行碱浸,在90℃条件下浸渍3h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的二氧化钛滤饼进行水洗,每次水洗量为300ml,水洗2次,水洗时间为30min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量95.4%。

实施例3

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用18%的氢氧化钠溶液300ml进行碱浸,在100℃条件下浸渍2h,结束后进行固液分离,得到滤饼a。

3、滤饼a用12%的氢氧化钠300ml进行碱浸,在130℃条件下浸渍5h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的二氧化钛滤饼进行水洗,每次水洗量为200ml,水洗4次,水洗时间为30min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量97.1%。

实施例4

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用15%的氢氧化钠溶液400ml进行碱浸,100℃条件下浸渍4h,结束后进行固液分离,得到滤饼a。

3、将步骤2的滤饼a用10%的氢氧化钠400ml进行碱浸,在100℃条件下浸渍4h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的二氧化钛滤饼进行水洗,每次水洗量为400ml,水洗4次,水洗时间为30min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量98.2%。

实施例5

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用20%的氢氧化钠溶液300ml进行碱浸,90℃条件下浸渍5h,结束后进行固液分离,得到滤饼a。

3、将步骤2的滤饼a用15%的氢氧化钠300ml进行碱浸,在90℃条件下浸渍5h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的二氧化钛滤饼进行水洗,每次水洗量为300ml,水洗4次,水洗时间为60min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量98.4%。

实施例6

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用15%的氢氧化钠溶液400ml进行碱浸,100℃条件下浸渍3h,结束后进行固液分离,得到滤饼a。

3、将步骤2的滤饼a用10%的氢氧化钠400ml进行碱浸,在100℃条件下浸渍3h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的二氧化钛滤饼进行水洗,每次水洗量为400ml,水洗2次,水洗时间为30min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量98.3%。

实施例7

1、预处理:取一定量的废弃scr脱硝催化剂,用高压水枪冲洗,除去催化剂表面吸附的尘土以及其他的杂质,然后用粉碎机进行粉碎,得到目数≥600目的催化剂粉末。

2、取步骤1得到的催化剂粉末100g,用18%的氢氧化钠溶液350ml进行碱浸,95℃条件下浸渍4h,结束后进行固液分离,得到滤饼a。

3、将步骤2的滤饼a用12%的氢氧化钠350ml进行碱浸,在95℃条件下浸渍4h,结束后进行固液分离,得到滤饼b。

4、将得到的二氧化钛滤饼进行水洗,每次水洗量为350ml,水洗3次,水洗时间为45min,并收集循环使用水洗液,将水洗后的滤饼放在鼓风干燥箱中,100℃下干燥,即得到锐钛型二氧化钛,二氧化钛含量98.5%。

虽然本发明已以实施例公开如上,然其并非用于限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种不同的选择和修改,因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。

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