CN103088217A - 从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法 - Google Patents

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汪德志
吴刚
肖雨亭
赵建新
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Abstract

本发明涉及一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，属于废弃催化剂回收技术领域，其通过高温钠化焙烧、有机相萃取、以及氨水反萃等操作达到分离提纯钨组分的目的。本发明可以将催化剂中的三氧化钨与其他酸性金属氧化物进行分离，有选择性的提取其中含有的钨元素，同时不对其他金属元素的回收产生影响，并且基本上可以做到钨组分的回收。

Description

从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法
技术领域
本发明涉及一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，属于废弃催化剂回收技术领域。
背景技术
氮氧化物的污染日趋严重，燃煤电厂是全国最大的大气污染源。国家“十二五”期间加大了对氮氧化物排放的控制力度，烟气脱硝需要采用选择性催化还原(SCR)技术才能实现达标排放。SCR是国内外的主流脱硝技术，占烟气市场的90％以上，是技术最成熟的一种烟气脱硝技术。SCR的基本原理是在金属氧化物的作用下，以液氨或者尿素作为还原剂，利用锅炉出口280-450℃的烟气温度，有选择性地将其中氮氧化物还原，形成无污染的氮气和水。
SCR工艺的核心是催化技术，其中以钒钨钛基催化剂使用最广泛。催化剂价格昂贵，占脱硝成本的40%-50%，其寿命约2-3年。在美国等发达国家，废弃脱硝催化剂一般通过废固填埋的方式进行处理，没有回收其中的各种有价金属，严重造成有效资源的浪费。因活性降低而被更换下的催化剂的可以通过再生的方式使其恢复脱硝性能，其中只有20%左右的催化剂具有再生价值。需要指出的是，再生后的催化剂的性能与寿命都会明显下降，且催化剂再生次数有限，对于机械寿命到期的催化剂将无法再生，最终都会成为废弃催化剂。由于其中含有五氧化二钒、三氧化钨等有毒物质，如不进行处理，会严重污染环境。因此，SCR废弃催化剂的综合回收利用从经济利益的角度与环保的角度都是非常重要的。
废弃催化剂的回收可以通过下述方式进行，首先对废弃催化剂进行简单的清洗除去表面附着的灰尘等杂志，钠化焙烧将酸性氧化物成盐，用水提取后进一步分离得到钒钨等金属氧化物。由于废弃催化剂中钨元素含量较多且价格高，因此钨（W）组分的回收意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨（W）组分。其通过高温钠化焙烧、有机相萃取、以及氨水反萃等操作达到分离提纯钨（W）组分的目的。
按照本发明提供的技术方案，一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，包括以下工艺步骤：
（1）冲洗研磨：废弃催化剂用水或弱碱溶液冲洗，除去表面灰尘与颗粒杂质，80-120℃干燥后研磨粉碎至100-300目；
（2）煅烧：取步骤（1）所得研磨后的废弃催化剂，在600-800℃下煅烧2-5h，除去有机物并使其充分氧化，然后与碳酸钠混合，混合质量比例为废弃催化剂:碳酸钠1-20:1，研磨至100-300目后在600-800℃下煅烧6-10h；
（3）萃取：取步骤（2）灼烧后的废弃催化剂用水浸没后在室温下搅拌3-6h，过滤，用萃取液萃取滤液，萃取液按N235萃取液:仲辛醇:煤油体积比为1-2:1-2:7混合配制而成；然后再用以待萃取液体积计，体积分数为15%-30%、质量浓度为10%-34.7%的氨水反萃有机相，得到水相；
（4）二次煅烧：将步骤（3）氨水反萃后所得水相蒸干，在600-800℃下煅烧残留物1-2h，得到黄色固体，即得产品从选择性催化还原脱硝催化剂中回收的钨组分。
步骤（1）所述弱碱溶液为碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、氨水溶液或乙酸钠溶液中的一种。
步骤（2）所述研磨粉碎的目数为100-200目。
步骤（2）所述研磨粉碎的目数为200-300目。
步骤（2）所述粉碎后催化剂两次煅烧温度均为650-750℃
步骤（3）所述氨水的体积分数为25%-28%，质量浓度为25%-34.7%。
步骤（4）所述残留物煅烧温度为600-700℃。
所得产品中含42%-53%的钨组分。
本发明的有益效果：本发明可以将催化剂中的三氧化钨与其他酸性金属氧化物进行分离，有选择性的提取其中含有的钨元素，同时不对其他金属元素的回收产生影响，并且基本上可以做到钨（W）组分的回收。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，包括以下工艺步骤：
（1）冲洗研磨：废弃催化剂用水或弱碱溶液冲洗，除去表面灰尘与颗粒杂质，80℃干燥后研磨粉碎至100目；
（2）煅烧：取步骤（1）所得研磨后的废弃催化剂，在650℃下煅烧2h，除去有机物并使其充分氧化，然后与碳酸钠混合，混合质量比例为废弃催化剂:碳酸钠10:1，研磨至200目后在650℃下煅烧6h；
（3）萃取：取步骤（2）灼烧后的废弃催化剂用水浸没后在室温下搅拌3h，过滤，用萃取液萃取滤液，萃取液按N235萃取液:仲辛醇:煤油体积比为1:2:7混合配制而成然后再用以待萃取液体积计，体积分数为15%、质量浓度为25%的氨水反萃有机相，得到水相；
（4）二次煅烧：将步骤（3）氨水反萃后所得水相蒸干，在600℃下煅烧残留物1h，得到黄色固体，即得产品从选择性催化还原脱硝催化剂中回收的钨组分。
实施例2
一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，包括以下工艺步骤：
（1）冲洗研磨：废弃催化剂用水或弱碱溶液冲洗，除去表面灰尘与颗粒杂质， 120℃干燥后研磨粉碎至200目；
（2）煅烧：取步骤（1）所得研磨后的废弃催化剂，在750℃下煅烧5h，除去有机物并使其充分氧化，然后与碳酸钠混合，混合质量比例为废弃催化剂:碳酸钠5:1，研磨至300目后在700℃下煅烧10h；
（3）萃取：取步骤（2）灼烧后的废弃催化剂用水浸没后在室温下搅拌6h，过滤，用萃取液萃取滤液，萃取液按N235萃取液:仲辛醇:煤油体积比为2:1:7混合配制而成；然后再用以待萃取液体积计，体积分数为30%、质量浓度为34.7%的氨水反萃有机相，得到水相；
（4）二次煅烧：将步骤（3）氨水反萃后所得水相蒸干，在700℃下煅烧残留物2h，得到黄色固体，即得产品从选择性催化还原脱硝催化剂中回收的钨组分。
实施例3
一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，包括以下工艺步骤：
（1）冲洗研磨：废弃催化剂用水或弱碱溶液冲洗，除去表面灰尘与颗粒杂质，100℃干燥后研磨粉碎至150目；
（2）煅烧：取步骤（1）所得研磨后的废弃催化剂，在700℃下煅烧4h，除去有机物并使其充分氧化，然后与碳酸钠混合，混合质量比例为废弃催化剂:碳酸钠8:1，研磨至250目后在700℃下煅烧8h；
（3）萃取：取步骤（2）灼烧后的废弃催化剂用水浸没后在室温下搅拌4h，过滤，用萃取液萃取滤液，萃取液按N235萃取液:仲辛醇:煤油体积比为1.5:1.5:7混合配制而成；然后再用以待萃取液体积计，体积分数为22%、质量浓度为30%的氨水反萃有机相，得到水相；
（4）二次煅烧：将步骤（3）氨水反萃后所得水相蒸干，在650℃下煅烧残留物1.5h，得到黄色固体，即得产品从选择性催化还原脱硝催化剂中回收的钨组分。

Claims (8)

1.一种从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）冲洗研磨：废弃催化剂用水或弱碱溶液冲洗，除去表面灰尘与颗粒杂质，80-120℃干燥后研磨粉碎至100-300目；
（2）煅烧：取步骤（1）所得研磨后的废弃催化剂，在600-800℃下煅烧2-5h，除去有机物并使其充分氧化，然后与碳酸钠混合，混合质量比例为废弃催化剂:碳酸钠1-20:1，研磨至100-300目后在600-800℃下煅烧6-10h；
（3）萃取：取步骤（2）灼烧后的废弃催化剂用水浸没后在室温下搅拌3-6h，过滤，用萃取液萃取滤液，萃取液按N235萃取液:仲辛醇:煤油体积比为1-2:1-2:7混合配制而成；然后再用以待萃取液体积计，体积分数为15%-30%、质量浓度为10%-34.7%的氨水反萃有机相，得到水相；
（4）二次煅烧：将步骤（3）氨水反萃后所得水相蒸干，在600-800℃下煅烧残留物1-2h，得到黄色固体，即得产品从选择性催化还原脱硝催化剂中回收的钨组分。
2.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：步骤（1）所述弱碱溶液为碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、氨水溶液或乙酸钠溶液中的一种。
3.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：步骤（2）所述研磨粉碎的目数为100-200目。
4.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：步骤（2）所述研磨粉碎的目数为200-300目。
5.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：步骤（2）所述粉碎后催化剂两次煅烧温度均为650-750℃。
6.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：步骤（3）所述氨水的质量浓度为25%-34.7%。
7.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：步骤（4）所述残留物煅烧温度为600-700℃。
8.如权利要求1所述从选择性催化还原脱硝催化剂中回收钨组分的方法，其特征是：所得产品中含42%-53%的钨组分。
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