CN105200236A

CN105200236A - 一种从废烟气脱硝催化剂中回收w和v的方法及装置

Info

Publication number: CN105200236A
Application number: CN201510606655.8A
Authority: CN
Inventors: 苏军划; 胡永锋; 孙路长; 沈煜晖; 李苇林
Original assignee: China Huadian Engineering Group Co Ltd; Huadian Environmental Protection Engineering and Technology Co Ltd
Current assignee: China Huadian Engineering Group Co Ltd; Huadian Environmental Protection Engineering and Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2035-09-22
Also published as: CN105200236B

Abstract

本发明公开了一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法及装置，该方法包括：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，滤液进行沉降处理；S4，沉降处理后过滤，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V₂O₅；S5，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℃，生成仲钨酸铵晶体；将所述的仲钨酸铵晶体干燥、煅烧，即得WO₃。本发明能从废烟气脱硝催化剂中提取得纯度和回收率均较高的V₂O₅和WO₃。

Description

一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种废烟气脱硝催化剂的回收技术，尤其是一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法及装置。

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V₂O₅有500吨以上，WO₃有2500吨，而且V₂O₅和WO₃的价格非常昂贵(同时V₂O₅还属于有毒物质)。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。

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。国外处理废弃脱硝催化剂的方式都是填埋，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CN103088217A；CN101921916A；CN103508491A)；2.先用碱性溶液处理，再加入酸液处理(如专利申请CN102936049A；CN102936039A)。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WO₃和V₂O₅提取纯度较低，同时提取效率也较低。因此，当前急需一种新的技术将废烟气脱硝催化剂中的WO₃和V₂O₅分别提取出来。

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W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、WO₃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W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，滤液进行沉降处理；

S4，沉降处理后过滤，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；

S5，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℃，(部分)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；其中，滤液加热后发生的反应方程式为：

12(NH₄)₂WO₄＝5(NH₄)₂O·12WO₃·5H₂O+14NH₃↑+2H₂O。

步骤S2中，产生的滤渣(含WO₃、SiO₂和Al₂O₃)收集起来，加入过量氨水，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

其中，WO₃和氨水的反应缓慢，需在室温下浸泡5天或者加热至50～80℃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，尤其是加热至80℃时，WO₃的回收效率最高；所得的SiO₂和Al(OH)₃可作为产品出售，用于制作耐火材料；另外，滤液加热至80～100℃，(部分)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，从而可以进一步提高WO₃的纯度和回收效率。

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WO₃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WO₃和V₂O₅的回收率更高，同时V₂O₅的纯度更高。

前述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法中，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，提高五氧化二钒的回收效率和纯度。

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，从而进一步提高五氧化二钒的回收效率和纯度。

步骤S3中所述的将所述的水解产物过滤具体包括：将所述的水解产物冷却至30～40℃，采用真空叶滤机过滤，从而可以分离得更完全，提高五氧化二钒的回收效率和纯度。

优选的，将所述的水解产物冷却至40℃，采用真空叶滤机过滤，从而可以获得高质量的水解产物(水解产物的粒度更好)，进一步提高五氧化二钒的回收效率和纯度。

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。

优选的，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WO₃和V₂O₅的纯度。

前述的从废烟气脱硝催化剂中回收Ti和V的方法中，步骤S4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S4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S4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S4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，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。

上述方法的步骤S5中，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％～28％氨水，放置5天或者加热至50～80℃进行反应后，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，从而可以使得WO₃与氨水反应完全，提高WO₃的回收效率，同时实现了多联产；另外，本发明中获得SiO₂的方式简单方便(无胶体Na₂SiO₃生成)，且提取率较高。

优选的，上述方法的步骤S5中，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量15％氨水，加热至80℃进行反应，所得WO₃的回收效率更高。

本发明的步骤S4中，在清液中加入过量NH₄Cl饱和溶液反应后，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。

前述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法中，还包括：

S01，将废烟气脱硝催化剂用压缩空气吹扫，每个模块吹扫15～30min，去除孔道内的粉尘；

S02，利用高压水枪对去除粉尘后的催化剂进行冲洗，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，步骤S3还包括：

将所述的水解产物过滤，所得偏钛酸沉淀进行盐处理，干燥，煅烧，即得成品TiO₂。

优选的，步骤S4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/或V₂O₅的回收效率。

实现前述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的装置，包括：锤破机、酸解罐、板框压滤机、A反应池、A真空过滤机、B反应池、A干燥室、A煅烧炉、浓缩池、水解池、叶滤机、A沉降池、C反应池、B真空过滤机、B干燥室和B煅烧炉，所述的锤破机、酸解罐、板框压滤机、A反应池、A真空过滤机、B反应池、A干燥室、A煅烧炉顺次连接，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，浓缩池与板框压滤机连接。

本发明中，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。

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。

更优选的，还包括：C干燥室和C煅烧炉，所述的C干燥室分别与C煅烧炉和叶滤机连接。

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/或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，再加入过量氨水处理后干燥、煅烧，即得纯净的WO₃；滤液加热浓缩后水解，再过滤，所得的滤液中加入NH₄Cl反应生成偏钒酸氨沉淀，干燥煅烧后即得纯净的V₂O₅；且据大量数据统计表明，采用本发明的方案后，V₂O₅、WO₃的回收效率分别达90％、93％，纯度分别达87％、90％。此外，本发明从废烟气脱硝催化剂中回收V₂O₅和WO₃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，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％～28％氨水，放置5天或者加热至50～80℃进行反应后，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，从而可以使得WO₃与氨水反应完全，提高WO₃的回收效率，同时实现了多联产；此外，本发明中获得SiO₂的方式简单方便(无胶体Na₂SiO₃生成)，且提取率较高。最后，本发明的步骤S4中，在清液中加入过量NH₄Cl饱和溶液反应后，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工作流程图；

图2是本发明的一种实施例的结构示意图。

附图标记：1-锤破机，2-酸解罐，3-板框压滤机，4-A反应池，5-A真空过滤机，6-B反应池，7-A干燥室，8-A煅烧炉，9-浓缩池，10-水解池，11-叶滤机，12-A沉降池，13-C反应池，14-B真空过滤机，15-B干燥室，16-B煅烧炉，17-空压机，18-高压清洗机，19-B沉降池，20-C干燥室，21-C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W和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S01，将废烟气脱硝催化剂用压缩空气吹扫，每个模块吹扫20～23min，去除孔道内的粉尘；

S02，利用高压水枪对去除粉尘后的催化剂进行冲洗，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，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，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；将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤渣收集备用，滤液加热至100℃并浓缩至200g/L；

S22，按照浓缩液与水的重量比为1：0.8的比例加入水进行水解，得水解产物；

S3，将所述的水解产物冷却至30℃，采用真空叶滤机过滤，所得滤液进行沉降处理；

S4，沉降处理后过滤，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；

S5，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％工业氨水，室温下放置5天进行反应后，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W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、A反应池4、A真空过滤机5、B反应池6、A干燥室7、A煅烧炉8、浓缩池9、水解池10、叶滤机11、A沉降池12、C反应池13、B真空过滤机14、B干燥室15和B煅烧炉16，所述的锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、A反应池4、A真空过滤机5、B反应池6、A干燥室7、A煅烧炉8顺次连接，所述的浓缩池9、水解池10、叶滤机11、A沉降池12、C反应池13、B真空过滤机14、B干燥室15、B煅烧炉16顺次连接，浓缩池9与板框压滤机3连接。还包括：B沉降池19，所述的B沉降池19分别与酸解罐2和板框压滤机3连接。还包括：空压机17和高压清洗机18，所述的高压清洗机18分别与空压机17和锤破机1连接。

实施例2：一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S01，将废烟气脱硝催化剂用压缩空气吹扫，每个模块吹扫15～20min，去除孔道内的粉尘；

S02，利用高压水枪对去除粉尘后的催化剂进行冲洗，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；

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；

S21，将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤渣收集备用，滤液加热至90℃并浓缩至200g/L；

S22，按照浓缩液与水的重量比为1：0.9的比例加入水进行水解，得水解产物；

S3，将所述的水解产物冷却至40℃，采用真空叶滤机过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；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：将偏钛酸沉淀经过1～2次水洗；在水洗后的偏钛酸沉淀中加入钾盐或磷酸盐进行盐处理；盐处理后，干燥，煅烧，即得成品TiO₂；将所得滤液进行沉降处理；

S4，沉降处理后过滤，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；

S5，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量15％氨水，加热至80℃进行反应后，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W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、A反应池4、A真空过滤机5、B反应池6、A干燥室7、A煅烧炉8、浓缩池9、水解池10、叶滤机11、A沉降池12、C反应池13、B真空过滤机14、B干燥室15、B煅烧炉16、C干燥室20和C煅烧炉21，所述的锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、A反应池4、A真空过滤机5、B反应池6、A干燥室7、A煅烧炉8顺次连接，所述的浓缩池9、水解池10、叶滤机11、A沉降池12、C反应池13、B真空过滤机14、B干燥室15、B煅烧炉16顺次连接，C干燥室20分别与C煅烧炉21和叶滤机11连接；浓缩池9与板框压滤机3连接。还包括：空压机17和高压清洗机18，所述的高压清洗机18分别与空压机17和锤破机1连接。还包括：离心泵22，所述的离心泵22分别与A沉降池12和水解池10连接。

实施例3：一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S01，将废烟气脱硝催化剂用压缩空气吹扫，每个模块吹扫23～30min，去除孔道内的粉尘；

S02，利用高压水枪对去除粉尘后的催化剂进行冲洗，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；

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℃；

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，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；再将硫酸氧钛溶液注入板框压滤机中过滤，滤渣收集备用，滤液加热至70℃并浓缩至150g/L；

S22，按照浓缩液与水的重量比为1：1的比例加入水进行水解，得水解产物；

S3，将所述的水解产物冷却至35℃，采用真空叶滤机过滤，滤液进行沉降处理；

S4，沉降处理后过滤，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5～8℃，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3；

S5，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量28％工业氨水，加热至50℃进行反应后，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W和V的装置，同实施例2。

实施例4：一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S3，将所述的水解产物过滤，滤液进行沉降处理；

S4，沉降处理后过滤，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4～7℃，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；

S5，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量15％工业氨水，加热至70℃进行反应后，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W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、A反应池4、A真空过滤机5、B反应池6、A干燥室7、A煅烧炉8、浓缩池9、水解池10、叶滤机11、A沉降池12、C反应池13、B真空过滤机14、B干燥室15和B煅烧炉16，所述的锤破机1、酸解罐2、板框压滤机3、A反应池4、A真空过滤机5、B反应池6、A干燥室7、A煅烧炉8顺次连接，所述的浓缩池9、水解池10、叶滤机11、A沉降池12、C反应池13、B真空过滤机14、B干燥室15、B煅烧炉16顺次连接，浓缩池9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金属氧化物，最终提取得到的V₂O₅的纯度分别为：85％、87％、85％和83％；V₂O₅的回收效率分别为86％、90％、88％和85％；WO₃的纯度分别为：86％、90％、88％和85％；WO₃的回收效率分别为90％、93％、91％和87％；SiO₂和Al(OH)₃的混合物纯度分别为96％、97％、97％、96％，SiO₂和Al(OH)₃的混合物回收率分别为85％、89％、88％、83％；K₂SO4、Na₂SO₄和FeSO₄混合物的纯度分别为93％、95％、92％、90％，K₂SO4、Na₂SO₄和FeSO₄混合物的回收率分别为80％、83％、82％、80％；实施例2中，提取得到的TiO₂的纯度为：99％；TiO₂的回收效率为95％。

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17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18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19将其中的胶体聚集成大颗粒(便于将杂质全部去除)，得硫酸氧钛溶液；利用板框压滤机过滤硫酸氧钛溶液，滤渣收集备用，滤液在浓缩池9中加热浓缩后在水解池10中进行水解，得水解产物；将所述的水解产物通过叶滤机11过滤，得滤液和偏钛酸沉淀；叶滤机11过滤后的滤液在A沉降池12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10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13反应后，利用B真空过滤机14过滤，得偏钒酸氨沉淀；将该偏钒酸氨沉淀利用B干燥室15干燥，利用B煅烧炉16煅烧，得纯净的V₂O₅；将偏钛酸沉淀进行盐处理，在C干燥室20干燥，C煅烧炉21内煅烧，即得成品TiO₂；板框压滤机3过滤后的滤渣中加入过量氨水在A反应池4中反应后，利用A真空过滤机5过滤；滤液在B反应池6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7干燥及利用A煅烧炉8煅烧，即得纯净的WO₃。

Claims

1.一种从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2，过滤所述的硫酸氧钛溶液，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，滤液进行沉降处理；

S5，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。

2.根据权利要求1所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，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；

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。

3.根据权利要求1所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，步骤S4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S4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。

5.根据权利要求4所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，步骤S4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S4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。

6.根据权利要求1～5任一项所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，步骤S5中，在步骤S2中所述的滤渣中加入过量10％～28％工业氨水，放置5天或者加热至50～80℃进行反应后，过滤，滤渣干燥煅烧后用于制作耐火材料。

7.根据权利要求1～5任一项所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，步骤S4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。

8.根据权利要求6所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的方法，其特征在于，还包括：

S03，将冲洗过的催化剂干燥。

9.实现权利要求1～8任一所述方法的从废烟气脱硝催化剂中回收W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)、A反应池(4)、A真空过滤机(5)、B反应池(6)、A干燥室(7)、A煅烧炉(8)、浓缩池(9)、水解池(10)、叶滤机(11)、A沉降池(12)、C反应池(13)、B真空过滤机(14)、B干燥室(15)和B煅烧炉(16)，所述的锤破机(1)、酸解罐(2)、板框压滤机(3)、A反应池(4)、A真空过滤机(5)、B反应池(6)、A干燥室(7)、A煅烧炉(8)顺次连接，所述的浓缩池(9)、水解池(10)、叶滤机(11)、A沉降池(12)、C反应池(13)、B真空过滤机(14)、B干燥室(15)、B煅烧炉(16)顺次连接，浓缩池(9)与板框压滤机(3)连接。

10.根据权利要求9所述的从废烟气脱硝催化剂中回收W和V的装置，其特征在于，还包括：空压机(17)和高压清洗机(18)，所述的高压清洗机(18)分别与空压机(17)和锤破机(1)连接。