CN108993617A - 一种废弃scr脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法，该除铁方法分两步进行：1、废弃SCR脱硝催化剂经过清洗、破碎、湿法研磨成浆料后，通过电磁浆料除铁机除铁，该步除铁主要去除废弃SCR脱硝催化剂中的固态磁性铁；2、在再生反应釜内加入稀硫酸和还原剂将溶解的三价铁还原的二价铁，最后通过压滤机水洗将二价铁清洗干净；经过两步除铁，最后经过超细研磨、干燥、打散后的再生粉铁含量满足回用标准。该方法操作简单，成本低廉，除铁效果显著，是一种极佳的废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁工艺。

Description

一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体而言涉及一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法。
背景技术
SCR 脱硝催化剂通常采用“2+1”的安装方式，正常的SCR 脱硝催化剂使用寿命为2年左右，在第三年开始就会有废SCR脱硝催化剂产生。至2015年，2012年之前全国大约1.8亿千瓦机组所安装的SCR脱硝催化剂已经全部进入更换期，废SCR脱硝催化剂数量保守估算在15万立方米左右，而从2016年开始，全部大约10亿千瓦机组所产生的废SCR脱硝催化剂的量将逐步增加，到2018年，每年就会达到30万立方米(20万吨左右)以上，如此大量的危险废物会给国家土壤和水体带来非常大的环境威胁。
专利CN105621478A公开了一种硫酸法钛白粉生产中偏钛酸的水洗除杂方法，该方法通过向清水中加入还原剂如亚硫酸钠、Ti2(SO4)3溶液、亚硫酸氢钠制成除氧水，采用该除氧水水洗偏钛酸，以降低钛白粉中的铁含量。Ti2(SO4)3溶液为钛白粉生产中常用的还原剂，仅对于钛白粉生产企业较易获得，废弃SCR脱硝催化剂再生及处置企业较难获取，另外采用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠会引入钠离子，容易对产品造成碱金属污染，必须加大水洗次数及洗水量，最终导致操作复杂，效率低下。
专利CN102815745A公开了一种采用抗坏血酸去除高价铁的硫酸法生产钛白粉水洗工艺，该工艺采用抗坏血酸还原钛白粉生产过程中一次水洗后偏钛酸中的痕量高价铁，经过该工艺处理后的产品的铁含量明显降低。但是抗坏血酸成本较高，难以实现工业化，实践价值不高。
专利CN202638570U公开了一种钛白粉除铁装置，通过永久磁棒除铁器对钛白粉的粗品粉进行除铁，最终提高了钛白粉成品的质量。永久磁棒的磁力较低，与电磁磁力相比相差甚远，另外至今未有除铁器应用于废弃SCR脱硝催化剂的再生及处置方面。
由于烟道气中粉煤灰的污染，废弃脱硝催化剂中含有大量的铁约0.1wt%~2wt%。为了能使废弃脱硝催化剂再生处置后再生粉的达到回用制备新脱硝催化剂的标准，必须对其进行严格除铁。废弃脱硝催化剂中铁有两种存在方式：一种是非酸溶性的固态磁性铁，另一种为酸溶性的铁。针对这两种铁的存在方式，应该分部进行处理，以达到最佳的除铁效果。
本申请所述除铁工艺分两步进行：1、废弃SCR脱硝催化剂经过清洗、破碎、湿法研磨成浆料后，通过电磁浆料除铁机除铁，该步除铁主要去除废弃SCR脱硝催化剂中的固态磁性铁；2、在再生反应釜内加入稀硫酸和还原剂将溶解的三价铁还原的二价铁，最后通过压滤机水洗将二价铁清洗干净。其中将三价铁还原为二价铁是因为三价铁水解pH为3，在水洗时已发生水解反应生成Fe(OH)3，影响除铁效果。
反应原理为（以亚硫酸铵为例）：
3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O
Fe2(SO4)3+(NH4)2SO3=FeSO4+(NH4)2SO4
本发明提供了一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法，通过两步除铁，具有针对性，所选用的还原剂硫代硫酸铵、硫酸羟胺、亚硫酸铵具有成本低，易获得的优点，整体除铁工艺操作简单、效果显著，是一种极佳的废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁工艺。
发明内容
本发明的目的在于提出一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法，该发明通过两步除铁工艺将废弃SCR脱硝催化剂中的铁基本去除干净。第一步，通过电磁浆料除铁机将非酸溶性固态磁性铁去除；第二步，通过加入还原剂将酸溶高价铁还原为二价铁，再经过压滤水洗除去。最后经过超细研磨、干燥、打散制得铁含量达标的再生粉回用于新催化剂的制造中。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法，其步骤包括：
1)废弃SCR脱硝催化剂经过清洗、破碎、湿法研磨成浆料后，通过电磁浆料除铁机除去浆料中的固态磁性铁；
2)在再生反应釜内加入稀硫酸和硫代硫酸铵、硫酸羟胺、亚硫酸铵等还原剂将溶解的三价铁还原的二价铁，其中再生反应釜中固液比为：1：6，温度为常温，硫酸浓度为2wt%~7wt%，还原剂浓度为0.1wt%~1wt%，最后通过压滤机水洗将二价铁清洗干净；
经过上述两步除铁，最后再经过超细研磨、干燥、打散后得到的铁含量达标的再生粉回用于新催化剂的制造中。
进一步地，所述电磁浆料除铁机进料固含量为20%~40%。
进一步地，所述还原剂为亚硫酸铵、硫代硫酸铵、硫酸羟胺或任意两者的混合物。
进一步地，所述压滤机洗水为反渗透纯净水。
进一步地，所述步骤1)目的为除去废弃SCR脱硝催化剂中的非酸溶性的固态磁性铁。
进一步地，所述步骤2)目的为除去废弃SCR脱硝催化剂中的酸溶性的铁。
进一步地，所述的方法制备的再生粉铁含量为20ppm以下，完全可用于制作新的脱硝催化剂。
本发明的有益效果为：本发明成本低、操作简单，效果显著，该方法有效地解决了废弃SCR脱硝催化剂再生处置利用过程中的除铁问题。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法，其步骤包括：
1)废弃SCR脱硝催化剂经过清洗、破碎、湿法研磨成浆料后，通过电磁浆料除铁机除去浆料中的固态磁性铁。
2)在再生反应釜内加入稀硫酸和硫代硫酸铵、硫酸羟胺、亚硫酸铵等还原剂将溶解的三价铁还原的二价铁，其中再生反应釜中固液比为：1：6，温度为常温，硫酸浓度为5wt%，还原剂浓度为0.3wt%，最后通过压滤机水洗将二价铁清洗干净。
经过上述两步除铁，最后再经过超细研磨、干燥、打散后的得到铁含量达标的再生粉回用于新催化剂的制造中。
进一步地，所述电磁浆料除铁机进料固含量为30%。。
进一步地，所述还原剂为硫代硫酸铵、硫酸羟胺、亚硫酸铵或任意两者的混合物。
进一步地，所述压滤机洗水为反渗透纯净水。
进一步地，所述步骤1)目的为除去废弃SCR脱硝催化剂中的非酸溶性的固态磁性铁。
进一步地，所述步骤2)目的为除去废弃SCR脱硝催化剂中的酸溶性的铁。
进一步地，所述的方法制备的再生粉铁含量为100ppm以下，完全可用于制作新的脱硝催化剂。具体除铁效果详见表1。
表1不同还原剂除铁效果
还原剂 无 硫代硫酸铵 硫酸羟胺 亚硫酸铵
产品铁含量/ppm 600 81 65 76
本发明所提及而未详述的内容均为公知技术，以上所述的实施例仅仅是对本发明
的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种废弃SCR脱硝催化剂再生粉制备过程中的除铁方法，其步骤包括：
废弃SCR脱硝催化剂经过清洗、破碎、湿法研磨成浆料后，通过电磁浆料除铁机除去浆料中的固态磁性铁;
在再生反应釜内加入稀硫酸和硫代硫酸铵、硫酸羟胺、亚硫酸铵等还原剂将溶解的三价铁还原的二价铁，其中再生反应釜中固液比为：1：6，温度为常温，硫酸浓度为2wt%~7wt%，还原剂浓度为0.1wt%~1wt%，最后通过压滤机水洗将二价铁清洗干净;
经过上述两步除铁，最后再经过超细研磨、干燥、打散后得到的铁含量达标的再生粉回用于新催化剂的制造中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁浆料除铁机进料固含量为20%~40%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂为硫代硫酸铵、硫酸羟胺、亚硫酸铵或任意两者的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压滤机洗水为反渗透纯净水。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)目的为除去废弃SCR脱硝催化剂中的非酸溶性的固态磁性铁。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)目的为除去废弃SCR脱硝催化剂中的酸溶性的铁。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法制备的再生粉用于制作新的脱硝催化剂。
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