CN103160690A - 从scr脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法。该方法是将触媒经水洗、研磨后,以液碱为主要溶剂并辅以少量氧化剂,在90-100℃下碱浸,过滤可得氧化钛精矿和含钒钼钨贵液;另外,含钒钼钨贵液的部分,将贵液中的钒富集并且在除磷后,以氯化铵沉淀偏钒酸铵予与回收;再利用盐酸进行酸沉,将钨、钼进行回收。本发明方法的优点:它能够省去传统焙烧过程所需消耗的成本及能源,以于降低环境污染的同时,达到提升各种金属氧化物回收效率的功效。再且能够直接溶出脱硝废触媒中的各种金属氧化物,省去传统繁琐的提取步骤,并能通过简单操作,达到获得高回收率金属氧化物的功效。

Description

从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法
技术領域
[0001] 本发明涉及一种从废触媒中回收金属氧化物的方法,具体是从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法。
技术背景
[0002] 随着工业的蓬勃发展,空气污染对环境的影响也越亦严重,其中氮氧化物(NOx)为主要常见的污染源之一,造成酸雨伤害到人类的健康,污染大自然的环境,甚至于土地及农作。而业界使用脱硝技术大致有选择性非触媒还原法(SNCR)及选择性触媒还原法(SCR),后者因为使用温度低、脱硝去除率高、成本低廉、且几乎不产生二次污染,因此为最常见之氮氧化物控制技术。常见的SCR脱硝废触媒为V2O5-WO3 (MoO3)/TiO2型,此类型触媒以TiO2为载体,V2O5, WO3> MoO3为活性成分,一般而言,此类型触媒失效后,其中所含主要成分为 T1:30-40%,V:l-2%,W:2-5%,Mo:2-5%,Si:2-3%,S:l-2%,Fe:0.3-0.6%0 此类型的触媒,业界常使用在各NOx产生场所的设备中,也因此此类型触媒易造成堵塞、磨损、或高温引起的烧结,但最主要常见的问题依然为中毒失效的问题,引起中毒失效的主要因素为砷碱金属所造成。目前SCR脱硝触媒的使用年限约在五年以下,依不同的行业别而有所差别,有些高NOx产生行业,SCR脱硝触媒的使用年限甚至在三年以下,失效就必须大量更换,更换后的SCR脱硝废触媒属于有害物质,若随意掩埋或弃置,SCR脱硝废触媒中所吸附的有毒物质及本身就带有的重金属,将严重的危害土地及人类身体健康,若不加以处置对大自然的影响深远且伤害难以挽回。
[0003] 近年来,有相关处理SCR脱硝废触媒的专利或文章问世;例如:将失效之SCR脱硝触媒再生再利用(美国专利号:4615991、韩国专利号2002.0071244),但再生后的SCR脱硝触媒,使用年限更低,效率降低。因此,SCR脱硝废触媒中的有价氧化物金属回收技术,变成了研究的新目标,例如:中国台湾专利(公告号:1295691)中所提到,将废脱硝触媒与Na2CO3混合,在800°C下焙烧,再以水为倾出,再收集此倾出液以萃取剂TOA(Tr1-OCtylamine)以溶煤萃取后,可分离钥;鹤;又如同中国专利(申请号:201010254247.8)所叙述的方法 依然不脱高温钠化焙烧后,进行不同手法的钒钨及Ti02分离。诸如此类型的回收方法,首先都须经高温钠化焙烧,成本付出太大。以前者而言,金属氧化物的萃取分离程序相对复杂;又以后者而言,倾出液中的钒含量过低,若要沉钒需要多次的富集程序。
[0004] 因此,本发明一针对SCR脱硝废触媒中金属氧化物的回收新技术,此技术不仅解决高温焙烧的问题,且以更简单的工艺程序,有效率的回收各金属氧化物,本技术不仅不造成二次污染,且投资成本低,更符合工业生产的条件。
发明內容
[0005] 本发明的目的是提供一种从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下。[0007] 从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法,所述SCR脱硝废触媒的成分重量百分含量为:T1:30-40%,V:l-2%,W:2-5%,Mo:2-5%,Si:2-3%,S:l-2%,Fe:0.3-0.6%,触媒经水洗、研磨至IO-1OOmesh后,以液碱为主要溶剂并辅以少量氧化剂,在90-100°C下碱浸,过滤可得氧化钛精矿;另外,含钒钥钨贵液的部分,将贵液中的钒富集并除磷后,以氯化铵沉淀偏钒酸铵予与回收;再利用酸进行酸沉,将钨、钥进行回收;具体操作步骤为:
[0008] 1.浸出,将研磨后的SCR脱硝废触媒置于反应槽中,并加入重量百分浓度为2-10%碱液,固液重量比为1: 1-1: 5,另外加入重量百分浓度为0.5-5%的氧化剂,在温度90-95°C的条件下反应1-4小时,直至该脱硝废触媒中所含的钒、钥、钨金属及氧化钛溶于该碱液,并且使钒金属形成高价;
[0009] 2.将步骤I反应后的浸出液过滤,分离,得到富含钒、钥、钨的金属贵液和氧化钛精矿;
[0010] 3.用除磷剂去除步骤2的金属贵液中的磷,加除磷直至该金属贵液中磷含量为Ι-lOppm,再以氯化铵或硫酸铵沉淀钒;得到偏钒酸铵和沉钒后的钨钥贵液;
[0011] 4.将沉钒后的钨钥贵液用盐酸、硫酸或磷酸进行酸沉,得到钥酸及钨酸。
[0012] 上述步骤I中的碱液是氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锶、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水、氯化钠或碳酸钠。
[0013] 上述步骤I中的氧化剂是次氯酸钠、双氧水或高锰酸钾。
[0014] 上述步骤4中的除磷剂是氧化镁、氯化镁、硫酸镁或碳酸镁。
[0015] 本发明与現有技术比较的益效如下:
[0016] 1.制程简單:不需焙燒程序,有效降低操作过程的困难性,使得本发明方法能实施,并能实施大批量生產。
[0017] 2.节省成本:已知的工艺所需要的焙燒工序中設备、操作、耗材、辅料成本,及氧化剂使用成本,本发明全不需要,每年可节省的成本驚人。
[0018] 3.有效回收各金属不污染环境:各金属均有高的回收率,最后排放以中可达环保法规可排放标準。
[0019] 4.回收效益高,產品純度高。
具体实施方式
[0020] 下面结合实施例对本发作进一步说明
[0021] 实施例1在不同固液重量比条件下的试验[0022]将 1000 克重量百分含量为 Ti 35%, V 2%, W 3%,Mo 2%, Fe 0.3%的 SCR 脱硝废触媒至于反应槽中,并加入重量百分浓度为为5%液碱,固液重量比为1: 1-1: 5,另外添加重量百分浓度为1%的双氧水,在95°C下进行浸出反应,反应时各为2小时。
[0023] 以上述操作条件进行实验后反应完成后各金属浸出的情况如表I所示。
[0024] 表1:氢氧化钠/脱硝废触媒比值不同时各金属的浸出率
[0025]
Figure CN103160690AD00051
[0026] 由表I可知,当固液比大于1: 3时,V、W、MO的浸出率> 90%。且Ti及Fe都不随之浸出。
[0027] 实施例2在不同反应时间条件下的试验
[0028]将 1000 克重量百分含量为 Ti 35%, V 2%, W 3%,Mo 2%, Fe 0.3%的 SCR 脱硝废触媒至于反应槽中,添加1%的双氧水,在95°C下以1: 3的重量百分浓度为5%液碱进行浸出反应,反应时各为1-4小时。
[0029] 以上述操作条件进行实验后反应完成后各金属浸出的情况如表2所示。
[0030] 表2:氢氧化钠/脱硝废触媒于不同反应时间的各金属浸出率
[0031]
Figure CN103160690AD00052
[0032] 由表2可知,在反应时间> 2hr后V、W、M0的浸出率> 90%,且时间拉长变化不大。Ti及Fe都不随之浸出。
[0033] 实施例3
[0034] 以实施例2中B项的浸出液进行后续程序。操作过程以重量百分浓度为20%的盐酸进行杂质去除,过滤后得到Ti ;再将钒钥钨贵液进行富集至钒含量> 20g/l,再以氯化铵沉出偏钒酸铵后,再针对溶液进行酸沉得到钥酸及钨酸。
[0035] 以上述操作条件进行实验后反应完成后的情况如表3所示。
[0036] 表3:钛、钒、钥及钨的总回收率
[0037]
Figure CN103160690AD00061
[0038] 由表3可知,以此工艺回收SCR脱硝废触媒中的金属氧化物,总体回收都有90%以上的效益。
[0039] 综上所述,本发明从脱硝废触媒中回收金属氧化物之方法,该方法能够省去传统焙烧过程所需消耗的成本及能源,在降低环境污染的同时,达到提高各种金属氧化物回收效率的功效。再且,本发明从脱硝废触媒中回收金属氧化物之方法,该方法能够直接溶出脱硝废触媒中的各种金属氧化物,以省去传统繁琐之提取步骤,且能透过简单操作程序,达到获得高回收率金属氧化物的功效。

Claims (4)

1.从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法,其特征在于,所述SCR脱硝废触媒的成分重量百分含量为:T1:30-40%, V:l-2%, W:2_5%、Mo:2_5%、S1:2_3%、S: 1-2%、Fe:0.3-0.6%,触媒经水洗、研磨后,以液碱为主要溶剂并辅以少量氧化剂,在90-100°C下碱浸,过滤可得氧化钛精矿;另外,含钒钥钨贵液的部分,将贵液中的钒富集并且在除磷后,以氯化铵沉淀偏钒酸铵予与回收;再利用盐酸进行酸沉,将钨、钥进行回收;具体操作步骤为: 1)浸出,将研磨后的SCR脱硝废触媒置于反应槽中,并加入重量百分浓度为2-10%碱液,固液重量比为1: 1-1: 5,另外加入重量百分浓度为0.5-5%的氧化剂,在温度90-95°C的条件下反应1-4小时,直至该脱硝废触媒中所含的钒、钥、钨金属及氧化钛溶于该碱液,并且使钒金属形成高价; 2)将步骤I)反应后的浸出液过滤,分离,得到富含钒、钥、钨的金属贵液和氧化钛精矿; 3)用除磷剂去除步骤2)的金属贵液中的磷,加除磷直至该金属贵液中磷含量为Ι-lOppm,再以氯化铵或硫酸铵沉淀钒;得到偏钒酸铵和沉钒后的钨钥贵液; 4)将沉钒后的钨钥贵液用盐酸、硫酸或磷酸进行酸沉,得到钥酸及钨酸。
2.根据权利要求1所述的从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法,其特征在于,所述步骤I)中的碱液是氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锶、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水、氯化钠或碳酸钠。
3.根据权利要求1所述的从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法,其特征在于,所述步骤I)中的氧化剂是次氯酸钠、双氧水或高锰酸钾。
4.根据权利要求1所述的从SCR脱硝废触媒中回收金属氧化物的方法,其特征在于,所述步骤4)中的除磷剂是氧化镁、氯化镁、硫酸镁或碳酸镁。
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