CN104451152B - Scr废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置及回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置及回收工艺，破碎机与二级磁分离装置相连，二级磁分离装置与隧道窑相连，隧道窑与粉碎机相连，粉碎机与碱性浸出釜相连，碱性反应釜与抽滤槽，抽滤槽与真空蒸发槽相连，真空蒸发槽与沉钒反应槽相连，沉钒反应槽与沉钒抽滤槽相连，沉钒抽滤槽与沉钼反应槽相连，沉钼反应槽与沉钼抽滤槽相连；所述的碱液浸出釜夹套在反应釜外侧，顶部溢流口位于夹套上侧，加料口和加液口位于反应釜上部，加液口由导流管引入反应釜中部。本发明连续化装置，有效提高了生产效率，有利于后续自动化连续化生产的实现。实现了平板式烟气脱硝催化剂的连续回收，浸出水的循环利用，大大节约的水量的利用。

Description

SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置及回收工艺

技术领域

本发明涉及一种SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置及回收工艺，属于固体废弃物回收领域。

背景技术

选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术因其具有脱硝效率高，价格低廉，稳定性好等优点成为燃煤烟气氮氧化物(NO_X)脱除的主流技术。目前，V₂O₅-MoO₃-TiO₂型整体式催化剂是应用最为广泛的SCR烟气脱硝催化剂之一，该催化剂以TiO₂为载体，V₂O₅和MoO₃为活性组分。烟气脱硝催化剂中TiO₂所占质量分数为80%~90%，V₂O₅所占质量分数为1~5%，MoO₃所占质量分数为5~10%。

由于此类SCR催化剂的最佳活性温度在350~400 ℃，目前工业上一般将SCR脱硝系统置于省煤器与空气预热器之间。脱硝催化剂易受到砷、碱金属(主要是K、Na)等影响导致中毒；受到烟尘等影响引起堵塞；受到高温影响导致烧结、活性组分挥发；机械磨损等。由于上述问题，目前工业应用的SCR烟气脱硝催化剂的使用寿命只有3~4年，逾期需要及时更换。失效的催化剂属于危险固体废弃物，倘若不加处置而随意堆置的话，会占用大量的土地资源，增加企业成本，而且催化剂中的重金属成分会由于各种作用进入到自然环境给环境带来严重危害。而对SCR废旧脱硝催化剂进行回收利用不仅可以节约成本，而且有利于自然环境的保护，符合我国可持续发展的战略。

目前，多数催化剂回收技术集中于蜂窝式催化剂的回收，对于平板式催化剂的回收鲜有报道，此外，报道的回收技术多为间歇工艺，回收条件苛刻，运行成本较高，产生的废水量大，不利于大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置及回收工艺，低成本、节能环保、易实现金属化合物有效分离、重复利用、效果好。

实现本发明的技术方案：

一种SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置，包括破碎机1，二级磁分离装置2，隧道窑3，粉碎机4，碱液浸出釜5，抽滤槽6，真空蒸发槽7，沉钒反应槽8，沉钒抽滤槽9，沉钼反应槽10，沉钼抽滤槽11；所述破碎机与二级磁分离装置相连，二级磁分离装置与隧道窑相连，隧道窑与粉碎机相连，粉碎机与碱性浸出釜相连，碱性反应釜与抽滤槽，抽滤槽与真空蒸发槽相连，真空蒸发槽与沉钒反应槽相连，沉钒反应槽与沉钒抽滤槽相连，沉钒抽滤槽与沉钼反应槽相连，沉钼反应槽与沉钼抽滤槽相连；所述的碱液浸出釜5结构如图3所示，由反应釜主体51、夹套52、加料口53、加液口54、底部曝气55、顶部溢流口56、搅拌装置57组成，夹套在反应釜外侧，顶部溢流口位于夹套上侧以保证液位高度不超过夹套高度，使溶液能够充分受热，加料口和加液口位于反应釜上部，加料口较粗，主要用于加固体物料，加液口由导流管引入反应釜中部，保证新鲜液体不会从溢流口直接流出。

在真空蒸发槽7和碱液浸出釜5之间连接有冷凝装置12。冷凝装置为水冷装置，将水蒸气冷凝至液态水，比如水交换换热器。

在碱液浸出釜5和真空蒸发槽7上连接有热源供应装置13。

SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，包括如下步骤：

1）将SCR废旧催化剂在破碎机1中进行物理破碎，得到钢网、铁屑和催化剂粉末，经传送带进入二级磁分离装置2，分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑3中在650~850 ℃条件下高温焙烧，得到烧结块；除去表面吸附的Hg、As及有机质，同时废旧催化剂中的低价态重金属氧化物转变为高价态重金属氧化物，催化剂中重金属氧化物的酸性增加，有利于后续浸出，主要反应如下：

2VO₂+O₂→V₂O₅

MoO₂+O₂ → MoO₃

2）将烧结块经传送带进入粉碎机中粉碎至100目以上，然后进入碱液浸出釜5中，碱液浸出釜5装有温度为80~90 ℃浓度为10~30 wt% NaOH溶液，充分搅拌浸泡，液固比为8~10:1 kg/m³，充分反应后进入抽滤槽6，催化剂中的V₂O₅和MoO₃与NaOH作用转变为具有可溶性的盐，由于TiO₂酸性较弱，不易与NaOH作用，沉淀过滤，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，得到的TiO₂粗品滤饼经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末；

主要反应如下：

V₂O₅ + 2NaOH → Na₂VO₃ + H₂O

MoO₃ + 2NaOH → Na₂MoO₄ + H₂O

3）步骤2)中得到的滤液进入真空蒸发槽7，蒸发的水经冷凝装置12后回流至反应釜中，余下的滤液进入沉钒反应槽8，在沉钒反应槽8中加HCl调节pH值至8.0~9.0后，再加入NH₄Cl，用量为：V:NH₄ ⁺ = 1:2~1:3(摩尔比)，NH4Cl和Na₂VO₃充分反应后，进入沉钒抽滤槽，得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品，主要反应如下：

Na₂VO₃ + NH₄Cl → NH₄VO₃↓ + NaCl

4）二次滤液进入沉钼反应槽10，在沉钼反应槽10中加HCl调节pH值至4.5~5.0，再加入CaCl₂，用量为Mo:CaCl₂ = 1:2~1:3(摩尔比)，CaCl₂和Na₂MoO₄充分反应后进入沉钼抽滤槽11，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至真空蒸发槽7中，主要反应如下：

Na₂MoO₄ + CaCl₂ → CaMoO₄↓ + 2NaCl；

5）所得CaMoO₄成品在40~50 ℃条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品；主要反应如下：

CaMoO₄ + 2HCl → H₂MoO₄↓ + CaCl₂

步骤1)中，焙烧时间为3~4 h。

步骤2)中，反应时间为6~7 h。

步骤3)中，真空蒸发槽将滤液体积蒸发为原来的1/3。

步骤3)中，反应时间为10~15 min，盐酸的质量浓度为7%~10%。

步骤4)中，反应时间为10~15 min，盐酸的质量浓度为7%~10%。

真空蒸发温度为70~80℃。

二级次分离技术是指催化剂经破碎机破碎后，得到废旧催化剂粉末、铁屑、块状钢网混合物。第一级磁分离主要将块状钢网从混合物中分离，第二级磁分离主要将铁屑从混合物中分离，最后得到废旧脱硝催化剂粉末。

有益效果：本发明采用碱液常温常压浸出，降低了运行成本，工艺较易实现，回收的水和滤液可循环使用，无废水产生，大大降低了废水产生量和水的用量，有效节约了水资源，达到了节能环保的要求，工艺简单、条件易达到，回收成本低。目前催化剂回收均为间歇式，本发明首次采用连续化装置，有效提高了生产效率，有利于后续自动化连续化生产的实现。该工艺首次实现了平板式烟气脱硝催化剂的连续回收，浸出水的循环利用，大大节约的水量的利用，消除了废水的排放。

附图说明

图1 本发明的生产装置流程图；

图2 碱性浸出回收SCR废旧催化剂中V、Mo、Ti的工艺简图；

图3 碱液浸出釜结构示意图；

其中：1-破碎机 ，2-二级磁分离装置，3-隧道窑，4-粉碎机，5-碱液浸出釜，6-抽滤槽，7-真空蒸发槽，8-沉钒反应槽，9-沉钒抽滤槽，10-沉钼反应槽，11-沉钼抽滤槽，12-冷凝装置，13-热源供应装置，51-反应釜主体，52-夹套，53-加料口，54-加液口，55-底部曝气，56-顶部溢流口，57-搅拌装置。

具体实施例方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释，本发明不局限于以下实施例。

SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置，包括破碎机1，二级磁分离装置2，隧道窑3，粉碎机4，碱液浸出釜5，抽滤槽6，真空蒸发槽7，沉钒反应槽8，沉钒抽滤槽9，沉钼反应槽10，沉钼抽滤槽11；所述破碎机与二级磁分离装置相连，二级磁分离装置与隧道窑相连，隧道窑与粉碎机相连，粉碎机与碱性浸出釜相连，碱性反应釜与抽滤槽，抽滤槽与真空蒸发槽相连，真空蒸发槽与沉钒反应槽相连，沉钒反应槽与沉钒抽滤槽相连，沉钒抽滤槽与沉钼反应槽相连，沉钼反应槽与沉钼抽滤槽相连；所述的碱液浸出釜5结构如图3所示，由反应釜主体51、夹套52、加料口53、加液口54、底部曝气55、顶部溢流口56、搅拌装置57组成，夹套在反应釜外侧，顶部溢流口位于夹套上侧以保证液位高度不超过夹套高度，使溶液能够充分受热，加料口和加液口位于反应釜上部，加料口较粗，主要用于加固体物料，加液口由导流管引入反应釜中部，保证新鲜液体不会从溢流口直接流出。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例一种碱性浸出回收SCR废旧催化剂中V、Mo、Ti的综合回收工艺及其装置，按以下步骤进行。

平板式废烟气脱硝催化剂经破碎机物理破碎后得到钢网、铁屑和催化剂粉末，经传送带进入二级磁分离装置分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑中850℃持续煅烧4 h，得到的烧结块经传送带进入粉碎机中粉碎至100目以上，然后粉末进入含有温度为80~90 ℃浓度为20 wt%(相对于废催化剂重量)热NaOH溶液的反应釜中，反应釜底部设有曝气装置，使催化剂粉末始终悬浮于反应釜中，反应釜上部设有溢流口，反应充分的催化剂与溶液混合物从溢流口流出，控制加碱速度和加水速度，保持溶液pH不变，控制加料速度，使催化剂的停留时间保持6.5 h左右，催化剂中的高价态金属氧化物与NaOH反应生成具有水溶性的盐类。液固比为10:1。充分反应后流入抽滤槽抽滤，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，TiO₂粗品经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末。滤液流入真空蒸发槽，蒸发槽温度75 ℃左右，蒸气冷凝成水后回流至碱液浸出釜中，实现了反应体系内水的循环，余下的滤液进入沉钒反应槽，在沉钒反应槽中加浓度为10 wt%的HCl溶液调节pH值至8.0~9.0后，再加入NH₄Cl，用量为：V:NH₄ ⁺ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钒抽滤槽，得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品；

二次滤液流入沉钼反应槽，在沉钼反应槽中加浓度为10%的HCl溶液调节pH值至5.0左右，再加入CaCl₂，用量为Mo:CaCl₂ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钼抽滤槽，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至蒸发槽中，实现了无废水排放；

所得CaMoO₄成品在45℃左右条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品。有效回收TiO₂、V₂O₅、MoO₃和WO₃。得到的产品如表1所列：

表1 回收产品TiO₂的成分分析

TiO2	MoO3	V2O5	Al2O3	SiO2
					94.51%	1.0%	1.10%	1.17%	1.5%

实施例2：

如图1和图2所示，本实施例一种碱性浸出回收SCR废旧催化剂中V、Mo、Ti的综合回收工艺及其装置，按以下步骤进行。

平板式废烟气脱硝催化剂经破碎机物理破碎后得到钢网、铁屑和催化剂粉末，经传送带进入二级磁分离装置分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑中750℃持续煅烧4 h，得到的烧结块经传送带进入粉碎机中粉碎至100目以上，然后粉末进入含有温度为85 ℃左右浓度为20 wt%(相对于废催化剂重量)热NaOH溶液的反应釜中，反应釜底部设有曝气装置，使催化剂粉末始终悬浮于反应釜中，反应釜上部设有溢流口，反应充分的催化剂与溶液混合物从溢流口流出，控制加碱速度和加水速度，保持溶液pH不变，控制加料速度，使催化剂的停留时间保持6.5 h左右，催化剂中的高价态金属氧化物与NaOH反应生成具有水溶性的盐类。液固比为10:1。充分反应后流入抽滤槽抽滤，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，TiO₂粗品经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末。滤液流入真空蒸发槽，蒸发槽温度75 ℃左右，蒸气冷凝成水后回流至碱液浸出釜中，实现了反应体系内水的循环，余下的滤液进入沉钒反应槽，在沉钒反应槽中加浓度为10 wt%的HCl溶液调节pH值至8.0~9.0后，再加入NH₄Cl，用量为：V:NH₄ ⁺ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钒抽滤槽，得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品；

二次滤液流入沉钼反应槽，在沉钼反应槽中加浓度为10%的HCl溶液调节pH值至5.0左右，再加入CaCl₂，用量为Mo:CaCl₂ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钼抽滤槽，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至蒸发槽中，实现了无废水排放；

所得CaMoO₄成品在45℃左右条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品。有效回收TiO₂、V₂O₅、MoO₃和WO₃。得到的产品如表2所列：

表2 回收TiO₂产品的成分分析

TiO2	MoO3	V2O5	Al2O3	SiO2
					93.82%	0.60%	0.89%	1.17%	3.10%

表2与表1对比可知，煅烧温度为750℃时，Mo和V的含量有所降低而SiO₂含量有所升高。在高温850℃条件下，Mo和V较易与TiO₂形成难溶于碱的固溶体，导致回收产物中Mo和V的含量较高（如表1）。SiO₂在高温下可能会与TiO₂生成溶于碱的化合物，从而使得Si含量降低。而硅含量降低是导致回收TiO₂产品纯度增加的主要原因。

实施例3

如图1和图2所示，本实施例一种碱性浸出回收SCR废旧催化剂中V、Mo、Ti的综合回收工艺及其装置，按以下步骤进行。

平板式废烟气脱硝催化剂经破碎机物理破碎后得到钢网、铁屑和催化剂粉末，经传送带进入二级磁分离装置分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑中750℃持续煅烧4 h，得到的烧结块经传送带进入粉碎机中粉碎至100目以上，然后粉末进入含有温度为85 ℃左右浓度为30 wt%(相对于废催化剂重量)热NaOH溶液的反应釜中，反应釜底部设有曝气装置，使催化剂粉末始终悬浮于反应釜中，反应釜上部设有溢流口，反应充分的催化剂与溶液混合物从溢流口流出，控制加碱速度和加水速度，保持溶液pH不变，控制加料速度，使催化剂的停留时间保持6.5 h左右，催化剂中的高价态金属氧化物与NaOH反应生成具有水溶性的盐类。液固比为10:1。充分反应后流入抽滤槽抽滤，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，TiO₂粗品经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末。滤液流入真空蒸发槽，蒸发槽温度75 ℃左右，蒸气冷凝成水后回流至碱液浸出釜中，实现了反应体系内水的循环，余下的滤液进入沉钒反应槽，在沉钒反应槽中加浓度为10 wt%的HCl溶液调节pH值至8.0~9.0后，再加入NH₄Cl，用量为：V:NH₄ ⁺ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钒抽滤槽，得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品；

二次滤液流入沉钼反应槽，在沉钼反应槽中加浓度为10%的HCl溶液调节pH值至5.0左右，再加入CaCl₂，用量为Mo:CaCl₂ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钼抽滤槽，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至蒸发槽中，实现了无废水排放；

所得CaMoO₄成品在45℃左右条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品。有效回收TiO₂、V₂O₅、MoO₃和WO₃。得到的产品如表3所列：

表3 回收TiO₂产品的成分分析

TiO2	MoO3	V2O5	Al2O3	SiO2
					91.14%	1.33%	1.86%	1.34%	3.56%

对比表3和表2可知，回收TiO₂产品的纯度降低，主要是因为碱液浓度增加有利于TiO₂与碱液形成溶于水的钛酸盐。TiO₂含量降低导致Mo和V的相对含量增加。

实施例4

如图1和图2所示，本实施例一种碱性浸出回收SCR废旧催化剂中V、Mo、Ti的综合回收工艺及其装置，按以下步骤进行。

平板式废烟气脱硝催化剂经破碎机物理破碎后得到钢网、铁屑和催化剂粉末，经传送带进入二级磁分离装置分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑中750℃持续煅烧4 h，得到的烧结块经传送带进入粉碎机中粉碎至100目以上，然后粉末进入含有温度为85 ℃左右浓度为10 wt%(相对于废催化剂重量)热NaOH溶液的反应釜中，反应釜底部设有曝气装置，使催化剂粉末始终悬浮于反应釜中，反应釜上部设有溢流口，反应充分的催化剂与溶液混合物从溢流口流出，控制加碱速度和加水速度，保持溶液pH不变，控制加料速度，使催化剂的停留时间保持6.5 h左右，催化剂中的高价态金属氧化物与NaOH反应生成具有水溶性的盐类。液固比为10:1。充分反应后流入抽滤槽抽滤，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，TiO₂粗品经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末。滤液流入真空蒸发槽，蒸发槽温度75 ℃左右，蒸气冷凝成水后回流至碱液浸出釜中，实现了反应体系内水的循环，余下的滤液进入沉钒反应槽，在沉钒反应槽中加浓度为10 wt%的HCl溶液调节pH值至8.0~9.0后，再加入NH₄Cl，用量为：V:NH₄ ⁺ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钒抽滤槽，得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品；

二次滤液流入沉钼反应槽，在沉钼反应槽中加浓度为10%的HCl溶液调节pH值至5.0左右，再加入CaCl₂，用量为Mo:CaCl₂ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钼抽滤槽，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至蒸发槽中，实现了无废水排放；

所得CaMoO₄成品在45℃左右条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品。有效回收TiO₂、V₂O₅、MoO₃和WO₃。得到的产品如表4所列：

表4 回收TiO₂产品的成分分析

TiO2	MoO3	V2O5	Al2O3	SiO2
					90.19%	1.93%	1.66%	1.34%	4.20%

表4与表2对比可知，Mo，V和Si的含量增加，主要是因为碱液浓度过低导致Mo和V在碱液中的溶出率降低进而导致Mo，V和Si含量较高，进而使得Ti含量降低。

实施例5

如图1和图2所示，本实施例一种碱性浸出回收SCR废旧催化剂中V、Mo、Ti的综合回收工艺及其装置，按以下步骤进行。

平板式废烟气脱硝催化剂经破碎机物理破碎后得到钢网、铁屑和催化剂粉末，经传送带进入二级磁分离装置分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑中650℃持续煅烧4 h，得到的烧结块经传送带进入粉碎机中粉碎至100目以上，然后粉末经传送带投入含有温度为80~90 ℃浓度为20 wt%(相对于废催化剂重量)热NaOH溶液的反应釜中，反应釜底部设有曝气装置，使催化剂粉末始终悬浮于反应釜中，反应釜上部设有溢流口，反应充分的催化剂与溶液混合物从溢流口流出，控制加碱速度和加水速度，保持溶液pH不变，控制加料速度，使催化剂的停留时间保持6.5 h左右，催化剂中的高价态金属氧化物与NaOH反应生成具有水溶性的盐类。液固比保持10:1。充分反应后流入抽滤槽抽滤，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，TiO₂粗品经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末。滤液流入真空蒸发槽，蒸发槽温度75 ℃左右，蒸气冷凝成水后回流至碱液浸出釜中，实现了反应体系内水的循环，大大减少了水的补充，余下的滤液进入沉钒反应槽，在沉钒反应槽中加浓度为10 wt%的HCl溶液调节pH值至8.0~9.0后，再加入NH₄Cl，用量为：V:NH₄ ⁺ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钒抽滤槽，得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品；

二次滤液流入沉钼反应槽，在沉钼反应槽中加浓度为10%的HCl溶液调节pH值至5.0左右，再加入CaCl₂，用量为Mo:CaCl₂ = 1:2(摩尔比)，反应15 min后，进入沉钼抽滤槽，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至蒸发槽中，实现了无废水排放；

所得CaMoO₄成品在45℃左右条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品。有效回收TiO₂、V₂O₅、MoO₃和WO₃。得到的产品如表5所列：

表5 回收TiO₂产品的成分分析

TiO2	MoO3	V2O5	Al2O3	SiO2
					89.99%	0.13%	0.43%	1.36%	4.13%

煅烧温度降低虽然使Mo和V不能生成固溶体，有利于Mo和V的脱除，但同时也使得Si不能生成可溶于碱的盐类，使得回收产品中Ti含量降低。

综上所述，煅烧温度主要影响Mo，V和Si的含量，煅烧温度越高，越有利于Mo和V生成不溶于碱液的固溶体，SiO₂生成溶于碱液的盐类，从而提高回收产品中Mo和V的含量，降低Si的含量。碱液浓度过高会导致TiO₂溶出，碱液浓度过低不利于Mo和V的溶出。

Claims (10)

1.一种SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置，其特征在于：包括破碎机(1)，二级磁分离装置(2)，隧道窑(3)，粉碎机(4)，碱液浸出釜(5)，抽滤槽(6)，真空蒸发槽(7)，沉钒反应槽(8)，沉钒抽滤槽(9)，沉钼反应槽(10)，沉钼抽滤槽(11)；所述破碎机(1)与二级磁分离装置(2)相连，二级磁分离装置(2)与隧道窑(3)相连，隧道窑(3)与粉碎机(4)相连，粉碎机(4)与碱液浸出釜(5)相连，碱液浸出釜(5)与抽滤槽(6)相连，抽滤槽(6)与真空蒸发槽(7)相连，真空蒸发槽(7)与沉钒反应槽(8)相连，沉钒反应槽(8)与沉钒抽滤槽(9)相连，沉钒抽滤槽(9)与沉钼反应槽(10)相连，沉钼反应槽(10)与沉钼抽滤槽(11)相连；所述的碱液浸出釜(5)由反应釜主体(51)、夹套(52)、加料口(53)、加液口(54)、底部曝气(55)、顶部溢流口(56)、搅拌装置(57)组成，夹套在反应釜外侧，顶部溢流口位于夹套上侧，加料口(53)和加液口(54)位于反应釜上部，加液口(54)由导流管引入反应釜中部。

2.如权利要求1所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置，其特征在于，在真空蒸发槽(7)和碱液浸出釜(5)之间连接有冷凝装置(12)。

3.如权利要求1所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收装置，其特征在于，在碱液浸出釜(5)和真空蒸发槽(7)上连接有热源供应装置(13)。

4.SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于包括如下步骤：1)将SCR废旧催化剂在破碎机(1)中进行物理破碎，得到钢网、铁屑和催化剂粉末，进入二级磁分离装置(2)分离出钢网和铁屑，剩下的催化剂粉末进入隧道窑(3)中在650～850℃条件下高温焙烧，得到烧结块；

2)将烧结块送入粉碎机(4)中粉碎至100目以上，然后进入碱液浸出釜(5)中，碱液浸出釜(5)装有温度为80～90℃浓度为10～30wt％NaOH溶液，充分搅拌浸泡，液固比为8～10:1kg/m³，充分反应后进入抽滤槽(6)，得到TiO₂粗品滤饼和滤液，得到的TiO₂粗品滤饼经酸洗、过滤、水洗、干燥后即可得到TiO₂粉末；

3)步骤2)中得到的滤液进入真空蒸发槽(7)，蒸发的水经冷凝装置(12)后回流至反应釜中，余下的滤液进入沉钒反应槽(8)，在沉钒反应槽(8)中加HCl调节pH值至8.0～9.0后，再加入NH₄Cl，用量按摩尔比为：V:NH₄ ⁺＝1:2～1:3，经充分反应后，进入沉钒抽滤槽(9)，抽滤得到NH₄VO₃粗品和二次滤液，NH₄VO₃粗品经洗涤过滤后得到成品；

4)二次滤液进入沉钼反应槽(10)，在沉钼反应槽(10)中加HCl调节pH值至4.5～5.0，再加入CaCl₂，用量按摩尔比为：Mo:CaCl₂＝1:2～1:3，经充分反应后进入沉钼抽滤槽(11)，得到CaMoO₄粗品和三次滤液，CaMoO₄粗品经洗涤干燥后得到成品，三次滤液回流至真空蒸发槽(7)中；

5)所得CaMoO₄成品在40～50℃条件下用HCl处理，再经酸沉、过滤得到固体H₂MoO₄，经洗涤干燥后得到H₂MoO₄成品。

5.如权利要求4中所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于：步骤1)中，焙烧时间为3～4h。

6.如权利要求4中所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于：步骤2)中，反应时间为6～7h。

7.如权利要求4中所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于：步骤3)中，真空蒸发槽将滤液体积蒸发为原来的1/3。

8.如权利要求4中所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于：步骤3)中，反应时间为10～15min，盐酸的质量浓度为7％～10％。

9.如权利要求4中所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于：步骤4)中，反应时间为10～15min，盐酸的质量浓度为7％～10％。

10.如权利要求4中所述的SCR废旧催化剂中钒、钼、钛的连续回收工艺，其特征在于：真空蒸发温度为70～80℃。