CN110699552A - 从scr催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，该方法包括：(1)预处理SCR催化剂；(2)用一定量的碱液处理SCR催化剂；(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；(4)将得到的二氧化钛与碳按照一定比例混合，球磨；(5)球磨后的二氧化钛与碳的混合物在一定温度下烧结；(6)用油酸对烧结产物进行浮选处理，得到钛碳氧；(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中恒电流电解，得到高纯金属钛。本方法可以从废旧SCR催化剂中选择性的提取高纯金属钛，工艺过程简单、节能，得到的金属钛纯度高达99.9％，在熔融盐电解质中电解完成后不产生阳极泥等产物，电解效率高，电解过程无污染。
Description
技术领域
本申请属于电化学冶金技术领域，具体涉及一种从SCR催化剂中高效提取高纯金属钛的方法。
背景技术
在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。
SCR催化剂指应用在电厂SCR脱硝系统上的催化剂。通常SCR催化剂基本都是以TiO2为载体，以V2O5为主要活性成份，以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。在SCR反应中，促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应。
由于SCR催化剂的活性会随着运行时间的增加而逐渐下降，其寿命通常为3～5年，而目前废弃催化剂的主要处理方式是填埋。填埋不仅会浪费大量的土地资源，而且废弃催化剂中含有的V、W以及使用过程吸附的Fe、As、Pb等重金属会对环境造成严重危害。同时,催化剂中的有价金属V、W和Ti得不到有效利用，造成资源的严重浪费。所以，废弃SCR催化剂中稀有金属的回收与利用已经越来越重要。
目前，人们对于废弃SCR催化剂中稀有金属的提取与回收展开了大量的研究。有人利用碳酸钠在950℃下与废弃SCR催化剂碱熔，之后通过加入去离子水过滤后制备钛酸钠，并为二氧化钛的制备提供原料，但其所需温度较高，耗能较大，技术并不完善。有人采用氨水作为浸出剂提取回收废弃V2O5-MoO3/TiO2催化剂中的MoO3和V2O5，优化了MoO3和V2O5的浸出条件，得到的浸出渣为锐钛矿型TiO2，但并未对钛的进一步提取进行深入研究。但是，这些方法都还存在技术缺陷，无法满足实际应用的需求。
发明内容
为了至少解决以上提到现有技术存在的技术问题之一，本申请实施例公开了一种从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，该方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；
(2)用一定量的碱液处理SCR催化剂；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；
(4)将得到的二氧化钛与碳按照一定比例混合，球磨；
(5)球磨后的二氧化钛与碳的混合物在一定温度下烧结；
(6)用油酸对烧结产物进行浮选处理，得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中进行恒电流电解，得到高纯金属钛。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，碱液处理SCR催化剂具体包括：
(2-1)将SCR催化剂与浓度为1.5～2.5M的碱液混合；
(2-2)将SCR催化剂和碱液的混合物加热到160～200℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌转速设定为500～600rpm，持续搅拌180～240min；
(2-3)对所得产物进行真空抽滤洗涤，然后在80～100℃烘干。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，稀硫酸处理SCR催化剂包括：
(3-1)经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为10～20％的稀硫酸；
(3-2)将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85～100℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌设定设置为300～400rpm，持续搅拌60～90min；
(3-3)将所得产物抽滤洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，恒电流电解得到高纯金属钛的过程包括：
(7-1)将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl电解质，并在300～350℃下对电解质干燥除湿3～4小时；
(7-2)干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；
(7-3)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流设定为0.1～1.5mA/cm2；
(7-4)电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，预处理SCR催化剂包括：
(1-1)取待处理SCR催化剂，在研钵中磨碎；
(1-2)磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180～240rpm，正转2～3小时后，停止30～60分钟，反转球磨2～3小时；
(1-3)球磨后的SCR催化剂烘干。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，二氧化钛与碳的摩尔比设定为1:1.5～2。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，二氧化钛和碳的混合物在1600～1700℃、氩气氛中烧结4小时。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，碱液包括氢氧化钠溶液。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，SCR催化剂与碱液的比例为1:10～15，该比例为质量体积之比。
一些实施例公开的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10～15，该比例为质量体积之比。
本申请实施例公开的SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，可以从废旧SCR催化剂中选择性的提前高纯金属钛，工艺过程简单、节能，得到的金属钛纯度高达99.9％，在熔融盐电解质中电解完成后不产生阳极泥等产物，电解效率高，电解过程无污染。
附图说明
图1实施例1得到的钛碳氧的XRD图
图2实施例1得到的金属钛的SEM图
具体实施方式
在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本申请实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请公开的内容。
除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。
本公开所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于±5％，如小于或等于±2％，如小于或等于±1％，如小于或等于±0.5％，如小于或等于±0.2％，如小于或等于±0.1％，如小于或等于±0.05％。浓度、量和其它数值数据在本文中可以以范围格式表示或呈现。这样的范围格式仅为方便和简要起见使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围。例如，“1～5％”的数值范围应被解释为不仅包括1％至5％的明确列举的值，还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此，在这一数值范围中包括独立值，如2％、3.5％和4％，和子范围，如1％～3％、2％～4％和3％～5％等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或所述特征如何，这样的解释都适用。碱液的浓度为物质的量浓度，即mol/L、硫酸的浓度为质量浓度；催化剂与碱液或酸的比例为催化剂质量与液体的体积之比；催化剂与碳的比例为摩尔比。碳是指炭质还原剂，例如活性炭等。
在本公开，包括权利要求书中，所有连接词，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的，即是指“包括但不限于”。只有连接词“由……构成”和“由……组成”是封闭连接词。
为了更好的说明本申请内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在实施例中，对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述，以便凸显本申请的主旨。在不冲突的前提下，本申请实施例公开的技术特征可以任意组合，得到的技术方案属于本申请实施例公开的内容。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包括预处理SCR催化剂；通常本申请实施例公开的方法用于回收处理废旧SCR催化剂中的金属钛，所以，需要对SCR催化剂进行适当处理，以便与高效处理并回收金属钛，例如通常将废旧SCR催化剂进行研磨，获得具有一定粒度的粉体。
作为可选实施方式，废旧SCR预处理的方法包括：
(1)取待处理SCR催化剂，在研钵中磨碎；
(2)磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180～240rpm，正转2～3小时后，停止30～60分钟，反转球磨2～3小时；
(3)球磨后的SCR催化剂烘干。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包括用一定量的碱液处理SCR催化剂；通常SCR催化剂中TiO2为载体，V2O5为主要活性成份，WO3、MoO3为辅助成分，用碱液处理SCR催化剂，可以利用碱液对V2O5、WO3、MoO3的溶解作用，将其变成可溶性金属盐，利用水洗的方式，将这些金属离子除去，而二氧化钛不与碱液反应，达到除去杂质的目的。
作为可选实施方式，碱液处理SCR催化剂具体包括：
(1)将SCR催化剂与浓度为1.5～2.5M的碱液混合；
(2)将SCR催化剂和碱液的混合物加热到160～200℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌转速设定为500～600rpm，持续搅拌180～240min；
(3)对所得产物进行真空抽滤洗涤，然后在80～100℃烘干。
作为可选实施方式，SCR催化剂与碱液的比例为1:10～15，该比例为质量体积之比。
作为可选实施方式，碱液包括氢氧化钠溶液。氢氧化钠与V2O5、WO3、MoO3的反应包括：
2NaOH+WO3＝Na2WO4+H2O
2NaOH+V2O5＝2NaVO3+H2O
2NaOH+MoO3＝Na2MoO4+H2O
反应后得到的金属盐能够溶解在水中，可以用水作为洗涤剂，利用真空抽滤方法将其洗涤过滤掉。洗涤后得到的二氧化钛进一步经过烘干，除去其中包含的水。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包括用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；通常SCR催化剂中，含有一些其他金属杂质的氧化物等，例如Al、Si、Fe等的氧化物，碱液处理不能将其除掉，所以需要进一步用酸进行处理，清除这些杂质金属离子。
作为可选实施方式，稀硫酸处理SCR催化剂包括：
(1)经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为10～20％的稀硫酸；
(2)将碱液处理后的SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85～100℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌设定设置为300～400rpm，持续搅拌60～90min；
(3)将所得产物真空抽滤，用水洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨后待用。
作为可选实施方式，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10～15，该比例为质量体积之比。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包括将得到的二氧化钛与碳按照一定比例混合，球磨；二氧化钛与碳按照一定比例混合，在球磨设备中球磨混合，使二者混合均匀。
作为可选实施方式，二氧化钛与碳的摩尔比设定为1:1.5～2。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包球磨后的二氧化钛与碳的混合物在一定温度下烧结，碳与二氧化钛发生反应，得到钛碳氧TiCxO1-x。
作为可选实施方式，二氧化钛和碳的混合物在1600～1700℃、氩气氛中烧结4小时，得到钛碳氧TiCxO1-x。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包括用油酸对烧结产物进行浮选处理，得到钛碳氧；通常烧结得到的钛碳氧难免含有其他杂质，可以利用捕收剂对其进行浮选，利用捕收剂将钛碳氧聚集在一起，便于收集，通常捕收剂是具有一定表面张力的物质，通过其表面张力可以将钛碳氧聚集在一起，便于收集。作为可选实施方式，可以选择油酸作为钛碳氧的捕收剂。
在一些实施方式中，从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法包括恒电流电解得到高纯金属钛的过程，具体包括以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛。
作为可选实施方式，恒电流电解得到高纯金属钛的过程包括：
(1)将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl电解质，并在300～350℃下对电解质干燥除湿3～4小时；
(2)干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；
(3)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.1～1.5mA/cm2；钛碳氧在阳极失去电子，钛离子进入熔盐电解质中，在阴极上获得电子，以金属形态在阴极上析出。
(4)电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。电解过程中阳极溶解，产生的气体可以直接排放而不污染环境，阴极不锈钢不发生变化，可以重复使用；阳极溶解产生的钛离子在阴极析出，整个电解过程不产生污染物，环境友好。其中发生的电极反应包括：
以下结合实施例对技术细节做进一步说明。
实施例1
实施例1公开的从SCR催化剂中提取高纯金属钛的方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；取待处理SCR催化剂在研钵中磨碎；磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180rpm，正转2小时后，停止30分钟，反转球磨2小时；球磨后的SCR催化剂烘干；
(2)用一定量的氢氧化钠溶液处理烘干的SCR催化剂；将烘干的SCR催化剂与浓度为2.5M的氢氧化钠溶液混合，二者的比例为1:15，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂和氢氧化钠溶液的混合物在磁力加热搅拌器中进行反应，加热温度为160℃，搅拌转速设定为500rpm，持续搅拌时间为180min；对氢氧化钠处理产物进行真空抽滤，用水洗涤，然后在80℃烘干；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为20％的稀硫酸，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌速度设置为300rpm，持续搅拌时间设定为60min；将所得产物抽滤，用水洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用；
(4)将得到的二氧化钛与活性碳按照摩尔比1：2混合，球磨混合4小时；
(5)球磨后的二氧化钛与活性碳的混合物在一定温度下烧结；二氧化钛与活性碳的混合物经过球磨后装入内衬钼片的坩埚中，坩埚放入硅钼棒电阻炉，在氩气氛中进行烧结，电阻炉的烧结温度设定为1600℃，烧结时间设定为4小时，冷却后取出，得到钛碳氧及渣相；
(6)用油酸对烧结产物钛碳氧和渣相进行浮选处理，除去渣相中的杂质，将钛碳氧聚集，收集得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛；将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl熔融电解质，并在300℃下对电解质干燥除湿3小时；干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.1mA/cm2；电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
实施例1得到的TiCXO1-X进行XRD测试，结果如图1所示，得到的金属钛进行SEM、XRF测试，其SEM形貌见图2，XRF测试结果表明，金属钛的纯度可达99.9％。
实施例2
实施例2公开的从SCR催化剂中提取高纯金属钛的方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；取待处理SCR催化剂在研钵中磨碎；磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180rpm，正转2小时后，停止30分钟，反转球磨2小时；球磨后的SCR催化剂烘干；
(2)用一定量的氢氧化钠溶液处理烘干的SCR催化剂；将烘干的SCR催化剂与浓度为1.5M的氢氧化钠溶液混合，二者的比例为1:15，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂和氢氧化钠溶液的混合物在磁力加热搅拌器中进行反应，加热温度为160℃，搅拌转速设定为500rpm，持续搅拌时间为180min；对氢氧化钠处理产物进行真空抽滤，用水洗涤，然后在80℃烘干；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为20％的稀硫酸，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌速度设置为300rpm，持续搅拌时间设定为60min；将所得产物抽滤，用水洗涤至中性，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用；
(4)将得到的二氧化钛与活性碳按照摩尔比1：2混合，球磨混合4小时；
(5)球磨后的二氧化钛与活性碳的混合物在一定温度下烧结；二氧化钛与活性碳的混合物经过球磨后装入内衬钼片的坩埚中，坩埚放入硅钼棒电阻炉，在氩气氛中进行烧结，电阻炉的烧结温度设定为1600℃，烧结时间设定为4小时，冷却后取出，得到钛碳氧及渣相；
(6)用油酸对烧结产物钛碳氧和渣相进行浮选处理，除去渣相中的杂质，将钛碳氧聚集，收集得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛；将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl熔融电解质，并在300℃下对电解质干燥除湿3小时；干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.1mA/cm2；电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
实施例2得到的TiCXO1-X进行XRD、SEM、XRF测试，测试结果表明，金属钛的纯度可达99.6％。
实施例3
实施例3公开的从SCR催化剂中提取高纯金属钛的方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；取待处理SCR催化剂在研钵中磨碎；磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180rpm，正转2小时后，停止30分钟，反转球磨2小时；球磨后的SCR催化剂烘干；
(2)用一定量的氢氧化钠溶液处理烘干的SCR催化剂；将烘干的SCR催化剂与浓度为2.5M的氢氧化钠溶液混合，二者的比例为1:10，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂和氢氧化钠溶液的混合物在磁力加热搅拌器中进行反应，加热温度为160℃，搅拌转速设定为500rpm，持续搅拌时间为180min；对氢氧化钠处理产物进行真空抽滤，用水洗涤，然后在80℃烘干；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为20％的稀硫酸，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌速度设置为300rpm，持续搅拌时间设定为60min；将所得产物抽滤，用水洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用；
(4)将得到的二氧化钛与活性碳按照摩尔比1：2混合，球磨混合4小时；
(5)球磨后的二氧化钛与活性碳的混合物在一定温度下烧结；二氧化钛与活性碳的混合物经过球磨后装入内衬钼片的坩埚中，坩埚放入硅钼棒电阻炉，在氩气氛中进行烧结，电阻炉的烧结温度设定为1600℃，烧结时间设定为4小时，冷却后取出，得到钛碳氧及渣相；
(6)用油酸对烧结产物钛碳氧和渣相进行浮选处理，除去渣相中的杂质，将钛碳氧聚集，收集得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛；将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl熔融电解质，并在300℃下对电解质干燥除湿3小时；干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.2mA/cm2；电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
实施例3得到的TiCXO1-X进行XRD、SEM、XRF测试，测试结果表明，金属钛的纯度可达99.3％。
实施例4
实施例4公开的从SCR催化剂中提取高纯金属钛的方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；取待处理SCR催化剂在研钵中磨碎；磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180rpm，正转2小时后，停止30分钟，反转球磨2小时；球磨后的SCR催化剂烘干；
(2)用一定量的氢氧化钠溶液处理烘干的SCR催化剂；将烘干的SCR催化剂与浓度为2.5M的氢氧化钠溶液混合，二者的比例为1:15，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂和氢氧化钠溶液的混合物在磁力加热搅拌器中进行反应，加热温度为160℃，搅拌转速设定为500rpm，持续搅拌时间为180min；对氢氧化钠处理产物进行真空抽滤，用水洗涤，然后在80℃烘干；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为10％的稀硫酸，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌速度设置为300rpm，持续搅拌时间设定为60min；将所得产物抽滤，用水洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用；
(4)将得到的二氧化钛与活性碳按照摩尔比1：2混合，球磨混合4小时；
(5)球磨后的二氧化钛与活性碳的混合物在一定温度下烧结；二氧化钛与活性碳的混合物经过球磨后装入内衬钼片的坩埚中，坩埚放入硅钼棒电阻炉，在氩气氛中进行烧结，电阻炉的烧结温度设定为1600℃，烧结时间设定为4小时，冷却后取出，得到钛碳氧及渣相；
(6)用油酸对烧结产物钛碳氧和渣相进行浮选处理，除去渣相中的杂质，将钛碳氧聚集，收集得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛；将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl熔融电解质，并在300℃下对电解质干燥除湿3小时；干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.3mA/cm2；电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
实施例4得到的TiCXO1-X进行XRD、SEM、XRF测试，测试结果表明，金属钛的纯度可达99.8％。
实施例5
实施例5公开的从SCR催化剂中提取高纯金属钛的方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；取待处理SCR催化剂在研钵中磨碎；磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180rpm，正转2小时后，停止30分钟，反转球磨2小时；球磨后的SCR催化剂烘干；
(2)用一定量的氢氧化钠溶液处理烘干的SCR催化剂；将烘干的SCR催化剂与浓度为2.5M的氢氧化钠溶液混合，二者的比例为1:15，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂和氢氧化钠溶液的混合物在磁力加热搅拌器中进行反应，加热温度为160℃，搅拌转速设定为500rpm，持续搅拌时间为180min；对氢氧化钠处理产物进行真空抽滤，用水洗涤，然后在80℃烘干；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为20％的稀硫酸，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:15，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌速度设置为300rpm，持续搅拌时间设定为60min；将所得产物抽滤，用水洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用；
(4)将得到的二氧化钛与活性碳按照摩尔比1：2混合，球磨混合4小时；
(5)球磨后的二氧化钛与活性碳的混合物在一定温度下烧结；二氧化钛与活性碳的混合物经过球磨后装入内衬钼片的坩埚中，坩埚放入硅钼棒电阻炉，在氩气氛中进行烧结，电阻炉的烧结温度设定为1600℃，烧结时间设定为4小时，冷却后取出，得到钛碳氧及渣相；
(6)用油酸对烧结产物钛碳氧和渣相进行浮选处理，除去渣相中的杂质，将钛碳氧聚集，收集得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛；将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl熔融电解质，并在300℃下对电解质干燥除湿3小时；干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.2mA/cm2；电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
实施例5得到的TiCXO1-X进行XRD、SEM、XRF测试，测试结果表明，金属钛的纯度可达99.4％。
实施例6
实施例6公开的从SCR催化剂中提取高纯金属钛的方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；取待处理SCR催化剂在研钵中磨碎；磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180rpm，正转2小时后，停止30分钟，反转球磨2小时；球磨后的SCR催化剂烘干；
(2)用一定量的氢氧化钠溶液处理烘干的SCR催化剂；将烘干的SCR催化剂与浓度为2.5M的氢氧化钠溶液混合，二者的比例为1:15，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂和氢氧化钠溶液的混合物在磁力加热搅拌器中进行反应，加热温度为160℃，搅拌转速设定为500rpm，持续搅拌时间为180min；对氢氧化钠处理产物进行真空抽滤，用水洗涤，然后在80℃烘干；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为20％的稀硫酸，SCR催化剂与稀硫酸的比例为1:10，该比例为质量体积之比；将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌速度设置为300rpm，持续搅拌时间设定为60min；将所得产物抽滤，用水洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用；
(4)将得到的二氧化钛与活性碳按照摩尔比1：1.5混合，球磨混合4小时；
(5)球磨后的二氧化钛与活性碳的混合物在一定温度下烧结；二氧化钛与活性碳的混合物经过球磨后装入内衬钼片的坩埚中，坩埚放入硅钼棒电阻炉，在氩气氛中进行烧结，电阻炉的烧结温度设定为1600℃，烧结时间设定为4小时，冷却后取出，得到钛碳氧及渣相；
(6)用油酸对烧结产物钛碳氧和渣相进行浮选处理，除去渣相中的杂质，将钛碳氧聚集，收集得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中电解，得到高纯金属钛；将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl熔融电解质，并在300℃下对电解质干燥除湿3小时；干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流为0.3mA/cm2；电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
实施例6得到的TiCXO1-X进行XRD\SEM、XRF测试，结果表明，金属钛的纯度可达99.1％。
本申请实施例公开的SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，可以从废旧SCR催化剂中选择性的提前高纯金属钛，工艺过程简单、节能，得到的金属钛纯度高达99.9％，在熔融盐电解质中电解完成后不产生阳极泥等产物，电解效率高，电解过程无污染。
本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节，仅是示例性说明本申请的构思，并不构成对本申请技术方案的限定，凡是对本申请公开的技术细节所做的没有创造性的改变，都与本申请具有相同的发明构思，都在本申请权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)预处理SCR催化剂；
(2)用一定量的碱液处理SCR催化剂；
(3)用一定量的稀硫酸处理用碱液处理后的SCR催化剂，得到二氧化钛；
(4)将得到的二氧化钛与碳按照一定比例混合，球磨；
(5)球磨后的二氧化钛与碳的混合物在一定温度下烧结；
(6)用油酸对烧结产物进行浮选处理，得到钛碳氧；
(7)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在熔融盐电解质中进行恒电流电解，得到高纯金属钛。
2.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，碱液处理SCR催化剂具体包括：
(2-1)将SCR催化剂与浓度为1.5～2.5M的碱液混合；
(2-2)将SCR催化剂和碱液的混合物加热到160～200℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌转速设定为500～600rpm，持续搅拌180～240min；
(2-3)对所得产物进行真空抽滤洗涤，然后在80～100℃烘干。
3.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述稀硫酸处理SCR催化剂包括：
(3-1)经碱液处理后的SCR催化剂中，加入浓度为10～20％的稀硫酸；
(3-2)将SCR催化剂与稀硫酸一起加热到85～100℃，在磁力加热搅拌器中进行反应，搅拌设定设置为300～400rpm，持续搅拌60～90min；
(3-3)将所得产物抽滤洗涤，得到二氧化钛，干燥、研磨，待用。
4.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述恒电流电解包括：
(7-1)将摩尔比为1:1的NaCl和KCl作为NaCl-KCl电解质，并在300～350℃下对电解质干燥除湿3～4小时；
(7-2)干燥后的NaCl-KCl电解质密封在电解容器中，通入氩气保护，电解容器温度调节为750℃，将NaCl-KCl电解质熔融；
(7-3)以钛碳氧为阳极，不锈钢为阴极，在所述NaCl-KCl熔融电解质中进行恒电流电解，电解电流设定为0.1～1.5mA/cm2；
(7-4)电解结束，在阴极上得到高纯金属钛。
5.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述预处理SCR催化剂包括：
(1)取待处理SCR催化剂，在研钵中磨碎；
(2)磨碎的SCR催化剂在行星式球磨机中球磨，球磨转速设定为180～240rpm，正转2～3小时后，停止30～60分钟，反转球磨2～3小时；
(3)球磨后的SCR催化剂烘干。
6.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述二氧化钛与碳的摩尔比设定为1:1.5～2。
7.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述二氧化钛和碳的混合物在1600～1700℃、氩气氛中烧结4小时。
8.根据权利要求1所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述碱液包括氢氧化钠溶液。
9.根据权利要求2所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述SCR催化剂与所述碱液的比例为1:10～15，该比例为质量体积之比。
10.根据权利要求3所述的从SCR催化剂中选择性提取高纯金属钛的方法，其特征在于，所述SCR催化剂与所述稀硫酸的比例为1:10～15，该比例为质量体积之比。
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