CN105152205B - 一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法及装置，所述方法包括以下步骤：S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；S2，过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5。本发明可从废烟气脱硝催化剂中分别回收得到纯净的TiO2和V2O5。
Description
技术领域
本发明涉及一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法及装置，属于废烟气脱硝催化剂回收技术领域。
背景技术
SCR脱硝技术是电厂达到超净排放的必要手段，催化剂作为SCR脱硝技术的核心部分，在运行过程中会由于磨损或堵塞等原因失去活性。部分能再生的催化剂再生后可以继续使用，而不能再生的催化剂则面临合理利用和处置的境地(即使能再生的催化剂再生2～3次后，也无法再生，需要进行合理利用和处理)。目前国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋，但我国火电厂较多，每年产生的废弃脱硝催化剂数量非常可观。据不完全统计，我国每年废弃脱硝催化剂的产量为5万吨，而从废弃的脱硝催化剂中可以回收的TiO2有4万吨左右，V2O5有500吨以上，尤其是对于V2O5，不但属于有毒物质，其价格也非常昂贵。因此无论是从经济角度还是环保角度考虑进行废弃脱硝催化剂的回收利用都是很有必要的。
国外对于废弃脱硝催化剂的处理方式都是填埋，国内对于脱硝催化剂的回收利用技术也尚处于研究和摸索阶段，目前为止还未见工业化报道。通过检索发现，目前关于废弃脱硝催化剂的回收利用技术主要包括2种方式：1.高温焙烧法(如专利申请CN 103088217A；CN 101921916 A；CN 103508491 A)；2.先用碱性溶液处理，再加入酸液处理(如专利申请CN 102936049 A；CN 102936039 A)。但是采用上述的高温焙烧法回收脱硝催化剂耗能较多，根本不适合工业化生产；此外，先用碱液处理，再用酸液处理的方法回收脱硝催化剂，一方面试剂浪费严重(比如所需碱液过量，多余的碱液再利用酸液中和处理)，不利于资源的有效利用，另一方面，在催化剂的回收过程中生成Na2SiO3胶体，那么在利用过滤的方式进行固液分离时，胶体很容易和沉淀一起留在滤纸上，使得分离不完全，进而导致TiO2和V2O5提取纯度较低，同时提取效率也较低；此外，由于V2O5和WO3均属于金属氧化物，性质相近，且废烟气脱硝催化剂中含有TiO2及玻璃纤维的混合物，因此将V2O5和WO3分开非常不容易，这也导致了V2O5的提取纯度和回收效率较低。因此，当前急需一种新的技术将废烟气脱硝催化剂中的TiO2和V2O5完全提取出来。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法及装置，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是高温焙烧法耗能较多、不适合工业化生产，以及先用碱液处理再用酸液处理的方法试剂浪费严重、TiO2和V2O5提取纯度和提取效率均较低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，包括以下步骤：
S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；
S2，过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；
S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；
S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；
S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5。
优选的，还包括：
S6，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％～28％氨水反应后，过滤；滤液加热至80～100℃，氨和水蒸发后，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3。
具体的，步骤S2中，产生的滤渣(含WO3、SiO2和Al2O3)收集起来，加入过量氨水后，SiO2和氨水不反应，Al2O3、WO3和氨水的反应方程式为：
Al2O3+NH4OH＝Al(OH)3↓+H2O
WO3+2NH4OH＝(NH4)2WO4+H2O
WO3和氨水的反应缓慢，需在室温下浸泡5天才能反应完全，将完全反应的上述溶液过滤，滤渣是SiO2和Al(OH)3，滤液是(NH4)2WO4溶液，从而提高了WO3的回收效率。所得的SiO2和Al(OH)3可作为产品出售，用于制作耐火材料。
优选的，步骤S1具体包括以下步骤：
S11，将催化剂粉碎成160～200目的催化剂粉末，从而使得反应更充分；
S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.5～1.8的比例加入85％～92％的浓硫酸并加热至150～180℃，开始反应后停止加热，反应30min后，冷却至75℃；其中，若硫酸的浓度过高，则反应放热不容易控制，硫酸浓度过低，反应时间又过长，并且不能保持温度；而本发明采用上述的硫酸浓度及温度，从而可以使得反应平稳进行；
S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.5～0.6的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液(所得的溶液除钛液外，还含有可溶性盐类(如硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸氧钒等)，废催化剂中含有的不溶性氧化钨以及水合氧化硅等组成的胶体)，其中，根据此比例加入水，从而可以使得生成的硫酸氧钛溶液更纯。
步骤S1采用上述步骤，从而可以提高所提取的TiO2和V2O5的回收率和纯度，尤其是将催化剂粉碎成180～200目，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.6的比例加入85％～88％的浓硫酸并加热至160～180℃，按照催化剂与水的重量比为1：0.6的比例加入水时，所得TiO2和V2O5的回收率更高，同时TiO2的纯度也更高。
本发明中，步骤S2所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物具体包括以下步骤：
S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至70～100℃并浓缩至150～200g/L；从而可以有效的将沉淀和滤液分离；
S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：0.8～1的比例加入水进行水解，得水解产物，从而可以水解至合适比例，有利于丰富分离产物，提高TiO2和V2O5的回收效率和纯度。
更优选的，上述的步骤S21中，滤液加热至90℃并浓缩至200g/L，该滤液的浓度和温度可以更好的进行水解，从而进一步提高TiO2和V2O5的回收效率和纯度。
优选的，步骤S3中所述的将水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀具体包括：将水解产物冷却至30～40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀，利用上述条件，从而可以分离得更完全，进一步提高TiO2和V2O5的回收效率和纯度。
优选的，将水解产物冷却至40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀，从而可以获得高质量的水解产物(水解产物的粒度更好)，从而进一步提高TiO2和V2O5的回收效率和纯度。
更优选的，步骤S4具体包括：
S41，将偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；
S42，在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；
S43，盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO2。
步骤S4采用以上步骤，洗去杂质，同时加入调节剂控制粒度生长，从而可以更高效的获得更纯的TiO2。
本发明中，步骤S5还包括：将沉降处理后所得的下层固态物质泵入步骤S2所述的滤液中继续进行水解处理，从而使得整个回收处理过程中无任何废物排出，不仅提高了原料的利用率，而且进一步提高了TiO2和V2O5的回收效率。
前述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法中，步骤S5还包括：清液中加入过量NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为7.5～8.5，温度为50～80℃；步骤S5中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为1～4。
优选的，步骤S5还包括：清液中加入过量NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为8.0，温度为80℃；步骤S5中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为4。
上述方法中，当溶液的pH值低于7.5时，不利于偏钒酸铵沉淀形成，当pH大于8.5时，偏钒酸铵又溶解到溶液中，只有当pH为8.0时效果最好，V2O5的回收效率最高；另，通过大量试验研究表明：当氯化铵系数由1～4变化时，V2O5的回收效率逐渐增加，当氯化铵系数大于4时，V2O5的回收效率趋于平稳，因此优选氯化铵系数为4；此外，当溶液温度低于50℃或高于80℃时，V2O5的回收效率均较低，当溶液温度为80℃时，V2O5的回收效率最高。
前述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法中，还包括：
S01，利用压缩空气对废烟气脱硝催化剂进行吹扫，每个模块吹扫15～30min，去除孔道内的粉尘；
S02，将去除粉尘后的催化剂用高压水枪冲洗，每个模块的冲洗时间为15～30min，压强为5～12Mpa，进一步去除孔道内的粉尘；
S03，将冲洗过的催化剂干燥。
采用上述方法进行处理，从而可以更有效去除催化剂表面的杂质和有毒物质(如砷、汞、氧化钾、氧化钠)，提高产物纯度，同时成本也较低；尤其是每个模块吹扫15～20min，每个模块冲洗时间20～25min，压强为5～8Mpa时，所得产物的纯度更高，同时成本更低。
上述方法中产生的冲洗水沉降后，上层清液可继续作为冲洗水用，下层细泥和第一步产生的粉尘一起收集起来，交由具有固体危险废物经营许可证的厂家处理，从而实现了废水的无害化处理。
本发明的步骤S2中，过滤硫酸氧钛溶液之前，加入浓度为1％的聚丙烯酰胺，将其中的胶体聚集成大颗粒，从而有利于在过滤中去除全部杂质，提高产物纯度。
本发明的步骤S5中，在清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，滤液冷却至0～10℃，分别析出FeSO4、Na2SO4和K2SO4，从而进一步分离得到催化剂中的FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物，实现了催化剂回收的多联产；尤其是过滤后所得的滤液冷却至6～10℃时，所得FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物的回收率及纯度更高。
实现上述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，包括：锤破机、酸解罐、板框压滤机、浓缩池、水解池、叶滤机、A沉降池、C反应池、B真空过滤机、B干燥室、B煅烧炉、C干燥室和C煅烧炉，所述的锤破机、酸解罐和板框压滤机顺次连接，所述的浓缩池、水解池、叶滤机、A沉降池、C反应池、B真空过滤机、B干燥室、B煅烧炉顺次连接，C干燥室分别与C煅烧炉和叶滤机连接，浓缩池与板框压滤机连接。
优选的，还包括：空压机和高压清洗机，所述的高压清洗机分别与空压机和锤破机连接。
本发明的装置还包括：B沉降池，所述的B沉降池分别与酸解罐和板框压滤机连接。
还包括：A反应池、A真空过滤机、B反应池、A干燥室和A煅烧炉，所述的A反应池、A真空过滤机、B反应池、A干燥室和A煅烧炉顺次连接，A反应池与板框压滤机连接。
本发明的装置中，还包括：离心泵，所述的离心泵分别与A沉降池和水解池连接，从而使得整个回收处理过程中无任何废物排出，不仅提高了原料的利用率，而且进一步提高了TiO2和V2O5的回收效率。
与现有技术相比，本发明首先通过将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，使得催化剂中的TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛浓溶液，然后加入水后，使得硫酸氧钛浓溶液生成硫酸氧钛稀溶液，同时浓硫酸与水生成的稀硫酸和催化剂中的V2O5发生反应生成硫酸氧钒溶液；此时过滤溶液，即可将WO3从硫酸氧钛和硫酸氧钒溶液中分离出来；滤液加热浓缩后水解，再过滤，所得的滤液中加入NH4Cl反应后生成偏钒酸氨沉淀，干燥煅烧后即得纯净的V2O5；将所得的偏钛酸沉淀进行盐处理并干燥、煅烧，即得成品TiO2，也就是说，通过利用本发明，即可从废烟气脱硝催化剂中分别回收得到纯净的TiO2和V2O5；且据大量数据统计表明，采用本发明的方案后，TiO2、V2O5的回收效率分别达95％、90％，纯度分别达99％、85％。此外，本发明从废烟气脱硝催化剂中回收V2O5和TiO2时，生产过程中的废液、废渣均被充分利用或进行了无害处理，从而更有利于环境保护。本发明的回收技术无需高温焙烧，因而比较节能，适于工业化生产；同时本发明采用酸液处理，无试剂浪费，有效节约了资源；另外，本发明中，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％～28％氨水反应后，过滤；滤液加热至80～100℃，氨和水蒸发后，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3；同时还可获得副产物SiO2和Al(OH)3的混合物，可作为产品出售，用于制作耐火材料，实现了多联产；最后，本发明的步骤S5中，在清液中加入过量NH4Cl反应后，过滤，滤液冷却至0～10℃，分别析出FeSO4、Na2SO4和K2SO4，从而进一步分离得到催化剂中的FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物，进一步实现了催化剂回收的多联产；尤其是过滤后所得的滤液冷却至6～10℃时，所得FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物的回收率及纯度更高。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的方法流程图；
图2是本发明的一种实施例的装置连接示意图。
附图标记：1-锤破机，2-酸解罐，3-板框压滤机，4-浓缩池，5-水解池，6-叶滤机，7-A沉降池，8-C反应池，9-B真空过滤机，10-B干燥室，11-B煅烧炉，12-C干燥室，13-C煅烧炉，14-空压机，15-高压清洗机，16-B沉降池，17-A反应池，18-A真空过滤机，19-B反应池，20-A干燥室，21-A煅烧炉，22-离心泵。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S01，利用压缩空气对废烟气脱硝催化剂进行吹扫，每个模块吹扫20～23min，去除孔道内的粉尘；
S02，将去除粉尘后的催化剂用高压水枪冲洗，每个模块的冲洗时间为15～20min，压强为8～12Mpa，进一步去除孔道内的粉尘；
S03，将冲洗过的催化剂干燥；
S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；具体包括以下步骤：
S11，将催化剂粉碎成160～180目的催化剂粉末；
S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.5的比例加入88％～90％的浓硫酸并加热至150～160℃，开始反应后停止加热，反应30min，冷却至75℃；
S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.5的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液；
S2，在硫酸氧钛溶液中加入浓度为1％的聚丙烯酰胺，将其中的胶体聚集成大颗粒；过滤，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物具体包括以下步骤：
S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至100℃并浓缩至200g/L；
S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：0.8的比例加入水进行水解，得水解产物；
S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；具体包括：将水解产物冷却至30℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；
S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；具体包括：
S41，将偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；
S42，在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；
S43，盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO2；
S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值(比如可加入NH4OH进行调节)和温度，使得溶液的pH值为8.5，温度为70℃；过滤，(所得滤液冷却至0～6℃，析出FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物)得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；其中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数(氯化铵系数即加入的氯化铵(NH4Cl)与生成的V2O5的质量比)确定，使得氯化铵系数为2。
实现上述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，如图2所示，包括：锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11、C干燥室12和C煅烧炉13，所述的锤破机1、酸解罐2和板框压滤机3顺次连接，所述的浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11顺次连接，C干燥室12分别与C煅烧炉13和叶滤机6连接，浓缩池4与板框压滤机3连接。还包括：空压机14和高压清洗机15，所述的高压清洗机15分别与空压机14和锤破机1连接。还包括：B沉降池16，所述的B沉降池16分别与酸解罐2和板框压滤机3连接。
实施例2：一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S01，利用压缩空气对废烟气脱硝催化剂进行吹扫，每个模块吹扫15～20min，去除孔道内的粉尘；
S02，将去除粉尘后的催化剂用高压水枪冲洗，每个模块的冲洗时间为20～25min，压强为5～8Mpa，进一步去除孔道内的粉尘；
S03，将冲洗过的催化剂干燥；
S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；具体包括以下步骤：
S11，将催化剂粉碎成180～200目的催化剂粉末；
S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.6的比例加入85％～88％的浓硫酸并加热至160～180℃，开始反应后停止加热，反应30min，冷却至75℃；
S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.6的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液；
S2，在硫酸氧钛溶液中加入浓度为1％的聚丙烯酰胺，将其中的胶体聚集成大颗粒；过滤，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；其中，所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物具体包括以下步骤：
S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至90℃并浓缩至200g/L；
S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：0.9的比例加入水进行水解，得水解产物；
S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；具体包括：将水解产物冷却至40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；
S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；具体包括：
S41，将偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；
S42，在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；
S43，盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO2；
S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为8.0，温度为80℃；过滤，(所得滤液冷却至6～10℃，析出FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物)得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；其中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为4；该步骤还包括：将沉降处理后所得的下层固态物质泵入步骤S2所述的滤液中继续进行水解处理；
S6，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％～28％氨水反应后，过滤，所得滤渣干燥煅烧后得SiO2和Al(OH)3的混合物，可用于制作耐火材料；所得滤液加热至80～100℃，氨和水蒸发后，生成仲钨酸铵晶体，将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得纯净的WO3。
实现上述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，如图2所示，包括：锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11、C干燥室12和C煅烧炉13，所述的锤破机1、酸解罐2和板框压滤机3顺次连接，所述的浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11顺次连接，C干燥室12分别与C煅烧炉13和叶滤机6连接，浓缩池4与板框压滤机3连接。还包括：B沉降池16，所述的B沉降池16分别与酸解罐2和板框压滤机3连接。还包括：A反应池17、A真空过滤机18、B反应池19、A干燥室20和A煅烧炉21，所述的A反应池17、A真空过滤机18、B反应池19、A干燥室20和A煅烧炉21顺次连接，A反应池17与板框压滤机3连接。还包括：离心泵22，所述的离心泵22分别与A沉降池7和水解池5连接。
实施例3：一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S01，利用压缩空气对废烟气脱硝催化剂进行吹扫，每个模块吹扫23～30min，去除孔道内的粉尘；
S02，将去除粉尘后的催化剂用高压水枪冲洗，每个模块的冲洗时间为25～30min，压强为7～10Mpa，进一步去除孔道内的粉尘；
S03，将冲洗过的催化剂干燥；
S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；具体包括以下步骤：
S11，将催化剂粉碎成190目的催化剂粉末；
S12，将催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.8的比例加入90％～92％的浓硫酸并加热至170℃，开始反应后停止加热，反应30min，冷却至75℃；
S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.5的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液；
S2，过滤，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；其中，所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物具体包括以下步骤：
S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至70℃并浓缩至150g/L；
S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：1的比例加入水进行水解，得水解产物；
S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；具体包括：将水解产物冷却至35℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；
S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；具体包括：
S41，将偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；
S42，在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；
S43，盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO2；
S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为7.5，温度为50℃；过滤，(所得滤液冷却至5～9℃，析出FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物)得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；其中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为3。
实现上述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，如图2所示，包括：锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11、C干燥室12和C煅烧炉13，所述的锤破机1、酸解罐2和板框压滤机3顺次连接，所述的浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11顺次连接，C干燥室12分别与C煅烧炉13和叶滤机6连接，浓缩池4与板框压滤机3连接。还包括：空压机14和高压清洗机15，所述的高压清洗机15分别与空压机14和锤破机1连接。
实施例4：一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；
S2，过滤，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；其中，所述的过滤硫酸氧钛溶液，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；
S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；具体包括：将水解产物冷却至35℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；
S4，将偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；
S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为8.0，温度为60℃；过滤，(所得滤液冷却至4～8℃，析出FeSO4、Na2SO4和K2SO4混合物)得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；其中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为1。
实现上述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，如图2所示，包括：锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11、C干燥室12和C煅烧炉13，所述的锤破机1、酸解罐2和板框压滤机3顺次连接，所述的浓缩池4、水解池5、叶滤机6、A沉降池7、C反应池8、B真空过滤机9、B干燥室10、B煅烧炉11顺次连接，C干燥室12分别与C煅烧炉13和叶滤机6连接，浓缩池4与板框压滤机3连接。
采用实施例1～4中的上述方法及装置从废烟气脱硝催化剂中回收TiO2和V2O5，最终提取得到的TiO2的纯度分别为：96％、99％、98％和95％；TiO2的回收效率分别为93％、95％、95％和92％；V2O5的纯度分别为：85％、85％、85％和84％；V2O5的回收效率分别为86％、90％、88％和85％；K2SO4、Na2SO4和FeSO4混合物的纯度分别为93％、93％、92％、93％，K2SO4、Na2SO4和FeSO4混合物的回收率分别为80％、83％、82％、80％。实施例2中，WO3的纯度为：88％；WO3的回收效率为93％，SiO2和Al(OH)3的混合物纯度为97％，SiO2和Al(OH)3的混合物回收率为89％。
本发明的一种实施例的工作原理：将废烟气脱硝催化剂用空压机19的压缩空气吹扫，去除孔道内的粉尘；将去除粉尘后的催化剂用高压清洗机20的高压水枪冲洗，进一步去除孔道内的粉尘；将冲洗过的催化剂干燥。锤破机1将催化剂粉碎，粉碎后的催化剂粉末加入酸解罐2进行酸解，酸解后，加入浓度为1％的聚丙烯酰胺，在B沉降池16将其中的胶体聚集成大颗粒，得硫酸氧钛溶液；利用板框压滤机3过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液在浓缩池4中加热浓缩后在水解池5中进行水解，得水解产物；将所述的水解产物通过叶滤机6过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；将偏钛酸沉淀进行盐处理，在C干燥室12干燥，C煅烧炉13内煅烧，即得成品TiO2；叶滤机6过滤后的滤液在A沉降池7进行沉降处理，过滤，(所得下层固态物质通过离心泵22泵入水解池5中继续进行水解处理)取上层清液，清液中加入过量NH4Cl在C反应池8反应后，利用B真空过滤机9过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀利用B干燥室10干燥，利用B煅烧炉11煅烧，得纯净的V2O5；板框压滤机3过滤后的滤渣中加入过量氨水在A反应池17中反应后，利用A真空过滤机18过滤；滤液在B反应池19中加热，(部分)氨和水蒸发后，生成仲钨酸铵晶体，利用A干燥室20干燥及利用A煅烧炉21煅烧，即得纯净的WO3。
Claims (6)
1.一种从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将催化剂粉碎并加入浓硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧钛溶液；具体包括以下步骤：
S11，将催化剂粉碎成160～200目的催化剂粉末；
S12，将所述的催化剂粉末放入铅制酸解罐，按照催化剂与浓硫酸的重量比为1：1.5～1.8的比例加入85％～92％的浓硫酸并加热至150～180℃，开始反应后停止加热，反应30min后，冷却至75℃；
S13，按照催化剂与水的重量比为1：0.5～0.6的比例加入水，生成硫酸氧钛溶液；
S2，过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液加热浓缩后水解，得水解产物；具体包括以下步骤：
S21，将所述的硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤液加热至70～100℃并浓缩至150～200g/L；
S22，按照浓缩后的滤液与水的重量比为1：0.8～1的比例加入水进行水解，得水解产物；
S3，将所述的水解产物过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；
S4，将所述的偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO2；具体包括：
S41，将所述的偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；
S42，在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；
S43，盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO2；
S5，将步骤S3中所述的滤液进行沉降处理，过滤，取上层清液，清液中加入过量NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为7.5～8.5，温度为50～80℃；过滤，得偏钒酸氨沉淀；将所述的偏钒酸氨沉淀煅烧，得纯净的V2O5；其中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为1～4。
2.根据权利要求1所述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，其特征在于，步骤S5还包括：清液中加入过量NH4Cl反应后，测定并调节溶液的pH值和温度，使得溶液的pH值为8.0，温度为80℃；步骤S5中，加入的NH4Cl的量根据氯化铵系数确定，使得氯化铵系数为4。
3.根据权利要求1或2所述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法，其特征在于，还包括：
S01，利用压缩空气对废烟气脱硝催化剂进行吹扫，每个模块吹扫15～30min，去除孔道内的粉尘；
S02，将去除粉尘后的催化剂用高压水枪冲洗，每个模块的冲洗时间为15～30min，压强为5～12Mpa，进一步去除孔道内的粉尘；
S03，将冲洗过的催化剂干燥。
4.实现权利要求1～3任一所述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，其特征在于，包括：锤破机(1)、酸解罐(2)、板框压滤机(3)、浓缩池(4)、水解池(5)、叶滤机(6)、A沉降池(7)、C反应池(8)、B真空过滤机(9)、B干燥室(10)、B煅烧炉(11)、C干燥室(12)和C煅烧炉(13)，所述的锤破机(1)、酸解罐(2)和板框压滤机(3)顺次连接，所述的浓缩池(4)、水解池(5)、叶滤机(6)、A沉降池(7)、C反应池(8)、B真空过滤机(9)、B干燥室(10)、B煅烧炉(11)顺次连接，C干燥室(12)分别与C煅烧炉(13)和叶滤机(6)连接，浓缩池(4)与板框压滤机(3)连接。
5.根据权利要求4所述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，其特征在于，还包括：空压机(14)和高压清洗机(15)，所述的高压清洗机(15)分别与空压机(14)和锤破机(1)连接。
6.根据权利要求4或5所述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的装置，其特征在于，还包括：B沉降池(16)，所述的B沉降池(16)分别与酸解罐(2)和板框压滤机(3)连接。
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