公布日：2022.02.25
申請日：2022.01.18
分類號：C22B7/00(2006.01)I;C22B34/12(2006.01)I;C22B34/22(2006.01)I;C22B34/36(2006.01)I
摘要
本發(fā)明的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法屬于固體廢物處理技術領域，本發(fā)明去除廢SCR脫硝催化劑中雜質后破碎并用氫氟酸溶解，在超聲的條件下深度去除雜質，同時保留大部分V和W。再利用氫氧化鈉將Ti、V、W轉換成Na2TiO3、Na2WO4、NaVO3，同時利用機械活化強化V和W的浸出反應，固態(tài)Na2TiO3與液態(tài)Na2WO4和NaVO3分離后，利用硫酸與Na2TiO3的化學反應合成TiOSO4，經(jīng)過煅燒生成TiO2，完成TiO2的顆粒孔結構重構。利用分子識別材料對V和W的特異性捕捉能力，對液態(tài)Na2WO4和NaVO3進行分離提純，完成高純度V和W的回收。整體工藝雜質去除率高，V和W浸出效率高，降低了浸出反應能耗物耗并減少了浸出廢水，最終TiO2載體孔道結構得到恢復，活性提升，可安全回用至新催化劑制備中。
權利要求書
1.一種廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將廢SCR脫硝催化劑原料沖洗以去除雜質，然后烘干、研磨、過篩，收集粉料進入后續(xù)處理；S2、將S1中得到的粉料與酸洗水混合，得到混合漿液；S3、將S2中得到的混合漿液超聲處理，強化去除粉料中的雜質，得到凈化漿液，再經(jīng)過濾、洗滌，收集Ti~W~V濾餅；S4、將S3中得到的Ti~W~V濾餅與堿浸溶液混合，得到堿浸漿液；S5、將S4中得到的堿浸漿液進行機械活化，邊活化邊反應，將Ti留在固相，經(jīng)過濾、洗滌，收集Ti濾餅，同時W和V進入液相，收集W~V濾液；S6、將S5中得到的Ti濾餅與硫酸溶液混合，Ti經(jīng)過酸洗水解反應后，過濾洗滌，再經(jīng)過干燥、煅燒，完成TiO2重構，形成TiO2產品；將S5中得到的W~V濾液進行分離提純，使用V分子識別材料捕捉W~V濾液中的V，使用W分子識別材料捕捉剩余溶液中的W，富集了V或W的分子識別材料分別經(jīng)過洗滌、解析，收集解析液分別為純V溶液和純W溶液。
2.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于，S2中的酸洗水為3%~4%的氫氟酸水溶液，并且粉料與酸洗水的固液體積比為1:（4~8）。
3.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S4中的堿浸溶液為30%~40%的氫氧化鈉水溶液，氫氧化鈉的加入量為理論需要量的1.1~2倍。
4.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S6中洗滌V分子識別材料的溶液為20%的硫酸溶液，V解析液為0.5~2.5mol/L的氯化銨溶液。
5.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S6中洗滌W分子識別材料的溶液為20%的雙氧水溶液，W解析液為2~6mol/L的氯化鈉溶液。
6.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S6中在使用V分子識別材料捕捉W~V濾液中的V之前，先采用NaClO3和NaHSO3調節(jié)體系將W~V濾液的電位調至955~1065mV。
7.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S6中在使用W分子識別材料捕捉剩余溶液中的W之前，先采用NaClO3和NaHSO3調節(jié)體系將剩余溶液的電位調至255~465mV。
8.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S3中超聲處理強度為200W，溫度80~120℃，攪拌3-5h。
9.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S5中機械活化使用行星式球磨機，磨球直徑2~15mm，粉料與磨球質量比1:（20~100），球磨轉速200~500rpm，球磨時間3-4h。
10.根據(jù)權利要求1所述的廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，其特征在于：S6中硫酸溶液的濃度為10%~15%，酸洗水解反應條件為常溫下攪拌1~2h，過濾洗滌使用去離子水反復3-4次，煅燒溫度600℃，煅燒時間2h。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，以解決現(xiàn)有廢SCR脫硝催化劑處置整體流程雜質去除不徹底、TiO2劣化孔道未恢復以及V和W浸出率和回收純度低等技術問題，同時實現(xiàn)高品質TiO2載體以及高純度V和W回收。
為此，本發(fā)明提供一種廢SCR脫硝催化劑重構二氧化鈦同時回收釩、鎢的方法，包括以下步驟：
S1、將廢SCR脫硝催化劑原料沖洗以去除雜質，然后烘干、研磨、過篩，收集粉料進入后續(xù)處理；
S2、將S1中得到的粉料與酸洗水混合，得到混合漿液；
S3、將S2中得到的混合漿液超聲處理，強化去除粉料中的雜質，得到凈化漿液，再經(jīng)過濾、洗滌，收集Ti~W~V濾餅；
S4、將S3中得到的Ti~W~V濾餅與堿浸溶液混合，得到堿浸漿液；
S5、將S4中得到的堿浸漿液進行機械活化，邊活化邊反應，將Ti留在固相，經(jīng)過濾、洗滌，收集Ti濾餅，同時W和V進入液相，收集W~V濾液；
S6、將S5中得到的Ti濾餅與硫酸溶液混合，Ti經(jīng)過酸洗水解反應后，過濾洗滌，再經(jīng)過干燥、煅燒，完成TiO2重構，形成TiO2產品；將S5中得到的W~V濾液進行分離提純，使用V分子識別材料捕捉W~V濾液中的V，使用W分子識別材料捕捉剩余溶液中的W，富集了V或W的分子識別材料分別經(jīng)過洗滌、解析，收集解析液分別為純V溶液和純W溶液。
優(yōu)選地，S2中的酸洗水為3%~4%的氫氟酸水溶液，并且粉料與酸洗水的固液體積比為1:（4~8）。
優(yōu)選地，S4中的堿浸溶液為30%~40%的氫氧化鈉水溶液，氫氧化鈉的加入量為理論需要量的1.1~2倍。
優(yōu)選地，S6中洗滌V分子識別材料的溶液為20%的硫酸溶液，V解析液為0.5~2.5mol/L的氯化銨溶液。
優(yōu)選地，S6中洗滌W分子識別材料的溶液為20%的雙氧水溶液，W解析液為2~6mol/L的氯化鈉溶液。
優(yōu)選地，S6中在使用V分子識別材料捕捉W~V濾液中的V之前，先采用NaClO3和NaHSO3調節(jié)體系將W~V濾液的電位調至955~1065mV。
優(yōu)選地，S6中在使用W分子識別材料捕捉剩余溶液中的W之前，先采用NaClO3和NaHSO3調節(jié)體系將剩余溶液的電位調至255~465mV。
優(yōu)選地，S3中超聲處理強度為200W，溫度80~120℃，攪拌3-5h。
優(yōu)選地，S5中機械活化使用行星式球磨機，磨球直徑2~15mm，粉料與磨球質量比1:（20~100），球磨轉速200~500rpm，球磨時間3-4h。
優(yōu)選地，S6中硫酸溶液的濃度為10%~15%，酸洗水解反應條件為常溫下攪拌1~2h，過濾洗滌使用去離子水反復3-4次，煅燒溫度600℃，煅燒時間2h。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的特點和有益效果為：
本發(fā)明針對廢SCR脫硝催化劑中雜質含量多且部分雜質難以去除、TiO2載體孔道劣化、V和W浸出效率低以及V和W性質相似難以分離等特點，對廢SCR脫硝催化劑進行高壓水沖洗以去除灰塵等雜質，破碎成小顆粒后利用氫氟酸溶解在超聲的條件下強化去除硅、鈉、鉀、鈣等雜質，完成廢SCR脫硝催化劑雜質深度去除，同時保留大部分V和W，避免有價資源流失浪費，為后續(xù)反應提供有利條件；再利用氫氧化鈉將Ti、V、W轉換成Na2TiO3、Na2WO4、NaVO3，同時利用機械活化強化V和W的浸出反應，降低了浸出反應對高溫和高濃度堿的需求，固態(tài)Na2TiO3與液態(tài)Na2WO4和NaVO3分離后，利用硫酸與Na2TiO3的化學反應合成TiOSO4，經(jīng)過煅燒生成TiO2，完成TiO2的顆粒孔結構重構；利用分子識別材料對V和W的特異性捕捉能力，對液態(tài)Na2WO4和NaVO3進行分離提純，完成高純度V和W的回收。整體工藝雜質去除率高，V和W浸出效率高，降低了浸出反應能耗物耗并減少了浸出廢水，最終TiO2載體孔道結構得到恢復，活性提升，可安全回用至新催化劑制備中，同時回收的高純V和W具有商業(yè)價值，該方法對提升燃煤電廠環(huán)保技術水平，推動循環(huán)經(jīng)濟具有重大的意義。
（發(fā)明人：李雅軒;路光杰;侯波;鄭鵬;陳鷗;何發(fā)泉;畢冬雪）
