JP2018520846A - 使用済みscr脱硝触媒の回収処理方法 - Google Patents

使用済みscr脱硝触媒の回収処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】使用済みSCR脱硝触媒の再調製を実現できるとともに、必要に応じてバナジウム、タングステン、モリブデン等の有価成分を分離して回収し精製できる方法を提案する。【解決手段】先ず使用済みSCR脱硝触媒を前処理し、不純物、活性化バナジウムタングステンモリブデン等の触媒成分を除去し浸出することで、チタンが豊富な浸出残渣、及びタングステン、モリブデン、バナジウムを含む浸出液を得る。浸出液中の有価成分を同時に精製して各物質含有量の比率を調節することで、触媒成分の混合物を調製することにより、更に新たな触媒を調製し、再調製を実現する方法と、浸出液中の各有価元素を分離して精製し、異なる製品を調製する方法とにより、浸出液中の有価元素について資源化処理を行う。【選択図】図1

Description

本発明は固体廃棄物の処理分野に属し、特に使用済みSCR脱硝触媒の回収処理方法に関する。
中国は石炭資源消費大国であり、石炭の燃焼は住民の生活へ利便性をもたらすとともに、大量の窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SO)を生成してしまう。これらの窒素酸化物及び硫黄酸化物は大気汚染の主成分であり、空気環境を深刻に汚染するとともに、酸性雨を形成し、自然界の水資源へ巨大な被害をもたらす。選択的触媒還元法(Selective Catalytic Reduction、SCR)は近年出現した信頼でき且つプロセスがシンプルである脱硝技術であり、通常、アンモニアを脱硝剤として、SCR触媒の作用下で、窒素酸化物を接触還元して汚染を引き起こすことのない窒素ガスにする。SCR触媒は主にバナジウムタングステン系、バナジウムモリブデン系及びバナジウムタングステンモリブデン系である。三種類はいずれもV及びTiOを触媒の主活性成分とするものであるが、バナジウムタングステン系触媒はWOを助剤、バナジウムモリブデン系はMoOを助剤、バナジウムタングステンモリブデン系はWO及びMoOを共同助剤とする点で異なる。選択的触媒還元技術において、触媒への投資がキーポイントであり、触媒の活性が脱硝効率を直接左右する。SCR脱硝触媒は使用過程において活性が低減するため、一定時間使用した触媒を再生して活性化させる必要がある。しかしながら、一部のSCR触媒は繰り返し活性化させ使用すると、元の物理構造がひどく破壊され、再生処理がしにくくなり、このような再生できない触媒こそが使用済みSCR触媒である。
2012年に発表し実行された『火力発電所のガス脱硝工事技術規範−選択的触媒還元法』によれば、ハニカム状の使用済みSCR脱硝触媒に対する処理方式は粉砕埋立である。しかし、使用済みSCR触媒はV、WO又はMoO等の有毒金属酸化物を含み、危険な固体廃棄物であるため、埋立方式で処理すると、大量の土地資源を占めるだけでなく、環境汚染のリスクがあり、さらに発電所やエンジニアリング会社へ経済的負担をもたらす。実際に、ハニカム状の使用済みSCR触媒自体に含まれるWO、MoO、V及びTiOはすべて貴重な資源であり、分離精製方式で回収できると、新たな利益成長点になるとともに、ガス脱硝産業チェーンにおける各種物質が閉ループを形成するという良好な効果を果たす。
特許CN104192911Aは使い済みSCR脱硝触媒中の三酸化タングステン成分の回収方法を開示している。使い済みSCR脱硝触媒を乾燥粉末状になるまで十分に粉砕し、高温焙焼後に特定の溶液を用いて所定の条件において触媒中の三酸化タングステン成分を溶解し、三酸化タングステンを触媒中のほかの成分と効果的に分離し、上層にあるタングステン含有清液を収集して蒸発乾燥させ、得られた固体を十分に乾燥させ、高温焙焼して、三酸化タングステン成分の回収を完了する。
特許CN104195342Aは使い済みSCR脱硝触媒中の五酸化バナジウム成分の回収方法を開示している。まず、酸性溶液において還元剤で触媒中の五価バナジウムを還元して溶けやすい四価バナジウムにし、次に酸化剤で酸性溶液中の四価バナジウムを五価バナジウムに酸化し、溶液のpH値を調節することで、所定の条件において五価バナジウムを十分に加水分解して沈殿させ、沈殿を収集して焙焼処理して、純度が98%の高純度五酸化バナジウムを得る。
特許CN103130265Aは使い済みSCR脱硝触媒からチタン白を回収する方法を開示している。まず使用済み脱硝触媒を除塵し、破砕して微細粉砕し、次に濃硫酸を加えて酸加水分解させて、オキシ硫酸チタンの濃溶液を得て、水を加えて希釈し、続いて、非イオン型乳化剤を凝集剤、スルホン酸塩界面活性剤又はポリカルボキシレート界面活性剤を凝集助剤として加え、次に、水溶性メチルシリコーンオイルを加え、フレームフィルタプレスにポンピングして加圧濾過し、濾液を真空濃縮して90℃〜98℃に加熱して5.5時間保温し、濾液を加水分解し、次に加水分解生成物を40℃に冷却して、真空濾過してメタチタン酸を沈降させ、次に砂濾過水及び脱イオン水で洗浄し、炭酸カリウム又はリン酸を加えてメタチタン酸濾過ケーキを得て、濾過ケーキを乾燥させて500〜800℃でか焼し、続いて破砕して、微細粉砕して二酸化チタンの完成品を得る。
特許CN104261415Aは使用済みSCR触媒中のシリカの完全回収方法を開示している。粉砕後の使用済みSCR触媒をその体積に対して3〜4倍の水で浸して不純物を除去し、不純物除去後、粉末を過剰の濃度60〜80wt%の濃アルカリ溶液で浸出し、濾過して固体チタン酸ナトリウムNaTiOを得て、濾液に硫酸を加え、70〜90℃でpHを11.5〜12.5に調節し、0.5〜1h静置し、濾過して濾過ケーキを捨て、濾液に硫酸を加えてpHを9〜10に調節して、ケイ酸の濾過ケーキを得て、ケイ酸の濾過ケーキを希硫酸と蓚酸の混合酸において40〜60℃で加熱しながら1〜2h撹拌し、濾過して脱イオン水で濾過ケーキを洗浄し、固体に含まれた酸イオンを洗浄除去し、加熱分解して高純度シリカを得る。
特許CN104275178Aは使用済みSCR脱硝触媒の回収再生及びSCR触媒担体の再生方法を開示している。使用済みSCR触媒を粉砕、ふるい分け、水洗、酸洗し、湿式粉砕、微細粉砕し、触媒スラリーを得る。スラリーとメタチタン酸スラリーを混合し、混合スラリーを得る。混合スラリーを水洗、濾過、脱水し、pHを調節し、還元剤を加えて漂白する。漂白後のスラリーに水を加え、pHを調節し、パラタングステン酸アンモニウム及びホワイトカーボンを加え、撹拌、濾過、脱水、か焼、粉砕をして、回収した再生触媒を得る。
特許CN104263946Aは使用済みSCR脱硝触媒からタングステン、バナジウム、チタンを回収する方法を開示している。使用済みSCR触媒を洗浄して粉砕し、ふるい分けをして、炭酸ナトリウムを混ぜ込んで均一に撹拌し、混合粉末を高温で焼結して焼結材を得て、水を加えて浸出し、タングステン、バナジウムを含むナトリウム塩混合溶液を得て、溶液pH値が12より大きい条件で選択的にタングステンを抽出し、アンモニウム塩溶液で逆抽出してタングステン酸アンモニウム溶液を得て、タングステンを抽出したラフィネートからpH値が10〜11.5の条件でバナジウムを抽出し、水酸化ナトリウム溶液で逆抽出して少量のタングステンを含むバナジウム酸ナトリウム溶液を得て、チタンが浸出残渣に残されて、チタンが豊富な材料を得る。
特許CN104178636Aは使い済みSCR触媒中のTi、V、Mo、Siを活性化、か焼及び酸性浸出の組み合わせにより回収する方法を開示している。その処理は、まず使い済みSCR触媒を前処理し、次に高温でか焼して活性化させるステップと、続いてか焼生成物を酸性浸出し、白色TiO粉末を得るステップと、浸出液を蒸発濃縮させ、白色沈殿HMoOを得るステップと、浸出液にアンモニア水を加えてpHを8.0〜9.0に調節し、NHVO沈殿を得るステップと、浸出液にアンモニア水を加えてpHを8.0〜9.0に調節し、MgClを加えてMgSiOを得るステップと、濾過後の濾液が使用済み水回収システムに入るステップとを含む。
特許CN104326506Aは失効した脱硝触媒中の二酸化チタンの回収方法を開示している。この方法は、失効した脱硝触媒を粉末状に粉砕して開口容器内に投入し、底部付着を防止するように開口容器に適量の蒸留水を滴下するステップ(1)と、98質量%の濃硫酸を開口容器に加え、開口容器を加熱して粉末を溶解し、加熱過程に連続して撹拌して固液を均一に混合し、開口容器内の溶液が黄褐色になると加熱を停止し、≦30℃に冷却させてチタン液を得る、酸加水分解のステップ(2)と、50質量%〜80質量%の活性カルシウムの含有量が80%の石灰乳溶液を1滴ずつチタン液に滴下し、滴下しながら振り混ぜ、チタン液の温度を≦70℃に制御し、十分に反応させて室温に冷却させる、中和のステップ(3)と、中和後のチタン液を195〜205g/lに濃縮させて、種晶を加えて加熱して加水分解し、濾過、リンス、乾燥、か焼をしてチタン塩を得る、濃縮及び加水分解のステップ(4)とを含む。
上記のSCR脱硝触媒の従来の回収処理技術はいずれも使用済みSCR脱硝触媒の再調製を実現できず、同時にV、W、Mo及びTi等の有価元素を高効よく分離して純度が99%を超えるバナジウムタングステンモリブデン製品を得ることもできない。今に至るまで、中国では確立された使用済みSCR触媒の回収処理ケースがなく、それは、確立された実現可能な、普及させやすい使用済み触媒の回収処理技術がないためである。
使用済みSCR脱硝触媒の従来の回収処理技術が欠如しているという現状に対し、本発明は使用済みSCR脱硝触媒の再調製を実現できるとともに、必要に応じてバナジウム、タングステン、モリブデン等の有価成分を分離して回収し精製できる方法を提案し、有価金属の回収率は95%を超え、バナジウム/タングステン/バナジウムモリブデン製品の純度は99%以上に達する。
使用済みSCR脱硝触媒の回収処理方法であって、
使用済みSCR脱硝触媒を前処理し、不純物、活性化バナジウムタングステンモリブデン等の触媒成分を除去するステップ(1)と、
ステップ(1)で前処理して得られた使用済みSCR脱硝触媒を浸出し、浸出残渣及び浸出液を得るステップ(2)と、
ステップ(2)で得られた浸出液中の各有価元素を分離し、バナジウム精製物及びタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物を得るステップ(3)と、
ステップ(3)で得られたバナジウム精製物を更に精製することで、バナジウム製品を調製し、得られたタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物を更に精製することで、タングステン/モリブデン/タングステンモリブデン製品を調製するステップ(4)と、
ステップ(2)で得られた浸出液中の有価元素を同時に精製し、各物質含有量の比率を調節することで、触媒成分混合物を得ることにより、新たなSCR脱硝触媒を更に調製するステップ(5)とを含む、使用済みSCR脱硝触媒の回収処理方法。
ステップ(1)は、使用済みSCR脱硝触媒中の不純物、活性化バナジウムタングステンモリブデン等の触媒成分を除去するための重要なステップである。SCR脱硝触媒は、長期の使用により一部の埃塵、砂や油等の不純物が混入し、これらの不純物が後続製品の純度へ影響を与える。また、使用済み触媒中のV、WO、MoOは不溶物である。従って、使用済み触媒を前処理し、入った不純物及び活性化バナジウムタングステンモリブデン等の触媒成分を除去する必要がある。ステップ(1)での前処理方法は、洗浄、粉砕、焙焼及び乾燥等であってもよい。洗浄及び乾燥は使用済み触媒に含まれた埃塵、砂や油を除去でき、粉砕は使用済み触媒の比表面積を向上させることができ、焙焼は使用済み触媒中のV、WO、MoOを活性化させ、水に溶けやすいVO 3−、WO 2−、MoO 2−に転化することができる。焙焼活性化時に添加剤を加える必要があり、添加剤はアルカリ金属アルカリ又は塩であってもよく、コストを節約するために、好ましくはナトリウムアルカリ又はナトリウム塩、たとえばNaOH又はNaCO等である。添加剤と使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=1〜6、たとえば1.2、1.4、1.6、1.8、2.3、3、3.8、4.8、5.3及び5.8等である。焙焼温度は500〜900℃、たとえば550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃及び850℃等である。焙焼時間は1〜7h、たとえば1.5h、2h、3h、4h、5h及び6h等である。
ステップ(2)は固相からバナジウム、タングステン、モリブデンを抽出するための主な過程である。浸出剤は中性又は酸性又はアルカリ性であってもよく、浸出剤が酸性であると、使用済み触媒中のV、W及びMo以外の金属、例えばTi等も溶液に入り、浸出液成分をより複雑にするため、後続の各成分の分離難度が高くなる。従って、本発明において、浸出剤は中性又はアルカリ性であることが好ましい。浸出剤と焙焼産物の液固比は0.02〜1L/g、たとえば0.025L/g、0.05L/g、0.1L/g、0.15L/g、0.2L/g、0.25L/g、0.5L/g、0.75L/g及び0.8L/g等である。浸出温度は20〜200℃、たとえば25℃、40℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃等である。浸出時間は0.5〜5h、たとえば0.75h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h及び4.5h等である。浸出圧力は0.1〜1MPa、たとえば0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa及び1.0MPa等である。浸出撹拌速度は100〜5000r/min、たとえば400r/min、800r/min、1200r/min、1600r/min、2000r/min、2400r/min、2800r/min、3200r/min、3600r/min、4000r/min、4400r/min及び4800r/min等である。
ステップ(3)は浸出液中の各有価元素を分離するためのキー操作である。浸出液中の有価元素を抽出法により分離する場合、抽出剤はアミン類、有機ホスホン酸類、有機エステル類、中性ホスフィン類、第四級アンモニウム塩類及びオキシム類であってもよく、たとえば、第一級アミン類として、N1923、Primene JMT、Primene 81R及びLK−N21、第二級アミン類として、DIDA、ジオクチルアミン/n−オクタン、ジオクチルアミン/四塩化炭素、第三級アミン類として、Alamine 336、第四級アンモニウム塩として、Aliquat 336、中性ホスフィン類として、TBP、有機エステル類として、酢酸アミル、及び有機リン類として、D2EHPA、オキシム類として、Lix63が挙げられ、抽出剤濃度は5%〜30%、たとえば10%、15%、20%及び25%等であり、水相の初期pH=1〜9、たとえば1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、7及び8等であり、抽出温度は10〜40℃、たとえば15℃、20℃、25℃、30℃及び35℃等であり、抽出時間は10〜40min、たとえば15min、20min、25min、30min及び35min等である。有機相を逆抽出させる時、逆抽出剤はアルカリ溶液又はアンモニア水であってもよく、逆抽出剤中のNH 又はOHと総金属量のモル比mNH /mOH:mmetal=1〜10、たとえば2、3、5、7及び9等である。アルカリ溶液の濃度は1〜10g/L、たとえば2g/L、4g/L、6g/L、8g/L及び9g/Lであり、アンモニア水の濃度は5%〜30%、たとえば10%、15%、20%、25%及び28%等である。逆抽出温度は20〜70℃、たとえば30、40、50及び60℃であり、逆抽出時間は0.5〜4h、たとえば1、1.5、2、2.5、3及び3.5等である。
浸出液中の各有価元素をイオン交換法により分離する場合、樹脂は強アルカリ性又は弱アルカリ性アニオン交換樹脂、たとえばD418、D301等であり、浸出液の体積は樹脂体積の10〜100倍、たとえば20、30、40、50、60、70、80及び90等であり、溶液pHは2〜11、たとえば2、4、6、8及び9等であり、温度は20〜90℃、たとえば20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃及び80℃等であり、交換時間は30〜100min、たとえば20min、40min、60min及び80min等であり、樹脂の再生液は強アルカリ又は弱アルカリ溶液、たとえばNaOH、NaCO及びアンモニア水等であり、再生時間は20〜120min、たとえば30min、50min、60min、70min、80min、90min及び110min等であり、再生温度は25〜90℃、たとえば30℃、40℃、50℃、60℃、70℃及び80℃等であり、
浸出液中の各有価元素を沈殿法により分離する場合、沈殿剤はアルカリ金属塩等、たとえばCa(NO、CaCl、Mg(NO、MgCl、BaCl及びBa(NO等であり、沈殿剤と浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1〜6、たとえば1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5及び5等であり、溶液pH=5〜11、たとえば6、7、8、9及び10等であり、沈殿温度は20〜80℃、たとえば20、30、40、50、60及び70℃であり、沈殿時間は20〜120min、たとえば30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min及び110min等であり、
ステップ(4)はバナジウム精製物及びタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物をそれぞれ更に精製することで、バナジウム及びタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン製品を調製する重要なステップである。バナジウム精製物を更に精製する方法は沈殿、抽出、イオン交換及び膜分離等である。メタバナジン酸アンモニウム沈殿を溶解、再沈殿、洗浄、乾燥及び焙焼することで、純度が99.5%を超える五酸化バナジウム製品は得られ得る。バナジウムを含む溶液を抽出−バナジウム沈殿逆抽出−乾燥−焙焼プロセスで処理することで、高純度五酸化バナジウム製品は調製できる。低濃度純バナジウム液は電気透析技術で濃縮できる。イオン交換法によって低濃度バナジウム溶液からバナジウムを抽出し、次に樹脂洗浄再生、蒸発結晶化及び乾燥を経てバナジウム塩製品を調製することができる。タングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物を更に精製する方法は沈殿、抽出、イオン交換及び膜分離等である。モリブデン酸ナトリウム溶液をまずアミン類抽出剤で抽出し、次にアンモニア水で逆抽出してモリブデン酸アンモニウム溶液を得て、次に蒸発濃縮、洗浄、乾燥及び焙焼を経て三酸化モリブデン製品を得る。タングステン酸カルシウム沈殿を溶解、再沈殿及び乾燥させて純タングステン酸カルシウム製品を調製できる。少量のバナジウムを含むモリブデン酸アンモニウム溶液に対してナノ濾過膜及びイオン交換を行ってバナジウムを除去し、純モリブデン酸アンモニウム溶液を得ることができる。純モリブデン酸ナトリウム溶液を酸性化、蒸発及び乾燥させて純度が99.1%を超えるモリブデン酸製品を調製できる。
ステップ(5)は浸出液中のバナジウム、タングステン、モリブデンを同時に精製する重要なステップである。浸出液中の有価成分を同時に精製する方法は共沈殿、抽出及びイオン交換等であってもよい。浸出液中の有価元素を抽出法により同時に精製する場合、抽出剤はアミン類、有機リン酸類、有機エステル類、中性ホスフィン類、第四級アンモニウム塩類及びオキシム類であってもよく、たとえば第一級アミン類として、N1923、Primene JMT、Primene 81R及びLK−N21、第二級アミン類として、DIDA、ジオクチルアミン/n−オクタン、ジオクチルアミン/四塩化炭素、第三級アミン類として、Alamine 336、第四級アンモニウム塩として、Aliquat 336、中性ホスフィン類として、TBP、有機エステル類として、酢酸アミル、及び有機リン類として、D2EHPA、オキシム類として、Lix63が挙げられ、抽出剤の濃度は5%〜30%、たとえば10%、15%、20%及び25%等であり、水相の初期pH=1〜10、たとえば1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、7、8及び9等であり、抽出温度は10〜40℃、たとえば15℃、20℃、25℃、30℃及び35℃等であり、抽出時間は10〜40min、たとえば15min、20min、25min、30min及び35min等である。有機相を逆抽出する時、逆抽出剤はアルカリ溶液又はアンモニア水であってもよく、逆抽出剤中のNH 又はOHと総金属量のモル比mNH /mOH:mmetal=1〜10、たとえば2、3、5、7及び9等である。アルカリ溶液の濃度は1〜10g/L、たとえば2g/L、4g/L、6g/L、8g/L及び9g/Lであり、アンモニア水の濃度は5%〜30%、たとえば10%、15%、20%、25%及び28%等である。逆抽出温度は20〜70℃、たとえば30、40、50及び60℃であり、逆抽出時間は0.5〜4h、たとえば1、1.5、2、2.5、3及び3.5等である。
浸出液中の有価元素をイオン交換法により同時に精製する場合、樹脂は強アルカリ性又は弱アルカリ性アニオン交換樹脂、たとえばD418、D301等が挙げられ、浸出液の体積は樹脂体積の10〜100倍、たとえば20、30、40、50、60、70、80及び90等であり、溶液pHは1〜12、たとえば2、4、6、8及び10等であり、温度は10〜100℃、たとえば20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃及び90℃等であり、交換時間は30〜120min、たとえば20min、40min、60min、80min及び100min等であり、樹脂の再生液は強アルカリ又は弱アルカリ溶液、たとえばNaOH、NaCO及びアンモニア水等であり、再生時間は20〜120min、たとえば30min、50min、60min、70min、80min、90min及び110min等であり、再生温度は20〜100℃、たとえば30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃及び90℃等である。
浸出液中の有価元素を共沈法により同時に精製する場合、沈殿剤はアルカリ金属塩等、たとえばCa(NO、CaCl、Mg(NO、MgCl、BaCl及びBa(NO等である。
ステップ(5)も触媒成分混合物で新たなSCR脱硝触媒を調製するための主なステップである。SCR脱硝触媒は外観によって粒子状及びモノリス触媒に分類でき、モノリス触媒は板状、ハニカム状及び波板状触媒に分けられる。粒子状触媒は−般的に浸漬プロセスでTiO粉末をメタバナジン酸アンモニウム及びほかの共触媒の前駆体溶液に十分に浸漬して蒸発、乾燥及びか焼をして得られるものである。板状触媒は金属スクリーンを担体とするため、機械的強度が高く、特に高灰分石炭燃焼用のSCR脱硝に適用でき、ハニカム状触媒はSCR触媒粉末を基体とし、成形助剤等と混合、混練、押出成形、乾燥及びか焼等の過程を経て得られる。波板状触媒は表面に活性成分を含む塗膜が塗布された波形繊維板を担体とするものであり、活性成分がハニカム状触媒より70%少なく、表面にある活性成分が摩耗により損失されると、触媒の活性が速く低下し、耐用年数が短い。ハニカム状及び板状触媒はすべてV/TiO系SCR触媒粉末を原料として、水、粘着剤、押出助剤、細孔拡張剤、潤滑剤、ガラス繊維等と十分に混合して混練して塑性ペーストを得て、次に塑性ペーストを基体として押出成形、乾燥及びか焼をしてハニカム状触媒を得る。板状触媒は塑性ペーストを均一に金属スクリーンにプレスし、乾燥、か焼をして得られる。浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1〜5、たとえば1.5、2、2.5、3、3.5、4及び4.5等であり、溶液pH=6〜12、たとえば7、8、9、10及び11等であり、沈殿温度は10〜90℃、たとえば20、30、40、50、60、70及び80℃であり、沈殿時間は10〜120min、たとえば20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min及び110min等である。
SCR触媒粉末の調製方法は沈殿法、浸漬法、混合法、イオン交換法、ロール塗布法及びホットメルト法等がある。浸漬法は活性成分及び共触媒成分を含む液体物質を固体担体表面に浸漬担持する。その担体は利用率が高く、使用量が少なく、低コストで、担持型触媒の調製に幅広く用いられ、特に低含有量貴金属触媒の調製に適用できる。沈殿法は沈殿剤で可溶性触媒成分を難溶性又は不溶性化合物に転化し、分離、洗浄、乾燥、か焼、成形等の工程によって、触媒完成品を調製するものであり、高含有量の非貴金属、金属酸化物、金属塩触媒又は触媒担体に用いられる。混合法は、装置がシンプルで、操作しやすく、製品の化学組成が安定し、高含有量の多成分触媒、特に混合酸化物触媒の調製に用いられ得る反面、分散度が低い。ロール塗布法は、活性成分の粘着性パルプを非多孔質担体の小球が分布している揺動容器に投入して、しばらくローリングすることで、活性成分が徐々に担体表面に粘着するようになる。活性成分が剥離しやすいため、ロール塗布法は−般的に使用されなくなる。イオン交換法は交換剤を担体とし、対イオンとして活性成分を導入し、高分散、大表面の担持型金属又は金属イオン触媒を調製するものであり、特に低含有量、高利用率の貴金属触媒調製に適用できる。高温溶融法は高温条件で触媒の各成分を溶融して、均一に分布する混合体、酸化物固体溶液又は合金固体溶液を得て、特殊な特性を有する触媒を調製するものであり、主に溶融鉄触媒のアンモニア合成、触媒のフィッシャー・トロプシュ合成、ラネー骨格触媒等の調製に用いられる。
総合的に比較すると、本発明は浸漬法によってSCR触媒粉末を調製することが好ましい。
例えば板状及びハニカム状SCR脱硝触媒である成形触媒を調製する場合、−般的な成形方法は(1)〜(5)を含む。(1)調製したゾル又は懸濁液をノズルで乾燥塔内に噴霧分散させ、熱風乾燥させて粒度が30〜200マイクロメートルのマイクロスフェア状乾燥ゲルを得る、噴霧成形。(2)原料溶液を二本に分け、所定の流速比で低圧ノズルにポンピングして、ノズル内で迅速に混合してゾルを形成し、ノズルから噴出して、小液滴状態で温かい軽油又は変圧器油カラムに分散させ、数秒かけて凝結させてヒドロゲルを得る、オイルドロップ法。噴霧成形及びオイルカラム成形で得られた製品は、形状が規則的で、表面が滑らかで、機械的強度が高い。(3)乾燥した粉末を30〜60°傾斜している回転中の回転盤に投入して、霧状の粘着剤を吹きこんで、湿潤した局所の粉末が接着されて核になり、回転盤の連続的な運動に伴って、核が徐々に円球に成長し、大きな円球の摩擦係数が小さくて表面に浮上してローリングし、粒度の要件を満たすと回転盤の下縁から排出される、回転成形。(4)粉末に適切な粘着剤を加え、圧延混練を行って塑性に優れた泥状粘着性パルプを形成し、ピストン又はスクリューでパルプを穴板を通過させ、長さ及び直径がほぼ同じ長尺状円柱体又は環状柱体に切り、乾燥させてか焼し、製品を得る、押出成形。(5)大量の粉末材料で、外形が−致して大きさが均一で機械的強度が高いシート状円柱体又は環状柱体を製造する、打錠成形。
好ましい技術案として、本発明の方法は、以下のステップを含む。
ステップ(1)、使用済みSCR脱硝触媒を前処理し、不純物、活性化バナジウムタングステンモリブデン等の触媒成分を除去する。
ステップ(2)、ステップ(1)で前処理して得られた使用済み触媒を浸出し、浸出残渣及び浸出液を得る。浸出剤が中性又はアルカリ性、浸出剤と使用済み触媒の液固比が0.02〜1L/g、浸出温度が20〜200℃、浸出圧力が0.1〜1MPa、浸出時間が0.5〜5h、撹拌速度が100〜5000r/minである。
ステップ(3)、ステップ(2)での浸出液中の各有価元素を抽出法又はイオン交換法又は沈殿法により分離し、得られたバナジウム精製物及びタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物を更に精製することで、バナジウム及びタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン製品を調製する。抽出法を用いる場合、抽出剤はアミン類、有機ホスホン酸類、有機エステル類、中性ホスフィン類、第四級アンモニウム塩類及びオキシム類であってもよく、抽出剤の濃度が5%〜30%、水相の初期pH=1〜9、抽出温度が10〜40℃、抽出時間が10〜40minである。イオン交換法を用いる場合、樹脂が強アルカリ性又は弱アルカリ性アニオン交換樹脂、浸出液の体積が樹脂体積の10〜100倍、溶液pHが2〜11、温度が20〜90℃、交換時間が30〜100min、樹脂の再生液が強アルカリ又は弱アルカリ溶液、再生時間が20〜120min、再生温度が25〜90℃である。共沈法を用いる場合、沈殿剤と浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1〜6、溶液pH=5〜11、沈殿温度が20〜80℃、沈殿時間が20〜120minである。
又は、ステップ(4)、ステップ(2)の浸出液中の有価元素を同時に精製して、各物質の含有量比率を調節することで、触媒成分混合物を調製する。浸出液中の有価元素は抽出法又はイオン交換法又は共沈法により同時に精製される。抽出法を用いる場合、抽出剤はアミン類、有機ホスホン酸類、有機エステル類、中性ホスフィン類、第四級アンモニウム塩類及びオキシム類であってもよく、抽出剤の濃度が5%〜30%、水相の初期pH=1〜10、抽出温度が10〜40℃、抽出時間が10〜40minであり、イオン交換法を用いる場合、樹脂が強アルカリ性又は弱アルカリ性アニオン交換樹脂、浸出液体積が樹脂体積の10〜100倍、溶液pHが1〜12、温度が10〜100℃、交換時間が30〜120min、樹脂の再生液が強アルカリ又は弱アルカリ溶液、再生時間が20〜120min、再生温度が20〜100℃であり、共沈法を用いる場合、沈殿剤と浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1〜5、溶液pH=6〜12、沈殿温度が10〜90℃、沈殿時間が10〜120minである。
ステップ(5)、ステップ(3)の前記触媒成分混合物を用いて、浸漬法によって新しい粒子状SCR脱硝触媒粉末を調製する。触媒成分混合物をまず0.1〜0.2mol/Lの蓚酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加える。系を超音波洗浄機に投入して2〜4h超音波処理して均一に混合する。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させる。蒸発乾燥後に取得した固体混合物を105〜110℃のオーブンに入れて12〜24h乾燥させる。乾燥後の固体混合物を粉砕して、次にマッフル炉に投入して、400〜600℃で5〜12h焙焼する。焙焼後の産物は新しい粒子状SCR脱硝触媒粉末である。
従来の技術案に比べて、本発明は以下の有益な効果を有する。
1、本発明の方法は使用済みSCR脱硝触媒を無害化処理すると同時に高活性の新触媒を調製することを実現し、環境的利益や経済的利益が高い。
2、本発明の方法は使用済みSCR触媒中のV、Mo及びW等の有価元素を分離して精製回収することができ、V、Mo及びWの回収率がいずれも95%を超え、調製されたバナジウム/タングステン/モリブデン/タングステンモリブデン生成物の純度は99%以上に達する。
本発明による方法のプロセスのフローチャートである。
以下、本発明について更に詳細に説明する。下記実例は本発明の簡単な例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を代表又は制限するものでなく、本発明の保護範囲は特許請求の範囲を基準とする。
以下、図面を参照して実施形態によって本発明の技術案について更に説明する。
本発明についてより詳しく説明し、本発明の技術案を理解しやすくするために、本発明の典型的であって限定的ではない実施例として、以下の実施例を示す。
実施例1
ある実験室により提供された使用済みバナジウムモリブデン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.1%、MoOが3.3%、TiOが95.3%である。
(1)上記使用済み触媒10gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。NaOHと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=1になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaOHを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、650℃で4h焙焼した。
(2)中性純水を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びMoを浸出し、その際、液固比が0.02L/g、浸出温度が20℃、浸出圧力が0.1MPa、浸出時間が1.5h、撹拌速度が1000r/min、V一段浸出率が78.6%、Moが75.7%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)第一級アミン類抽出剤N1923及びトルエンからなる抽出系を濃度5%の有機相とし、水相の初期pH=1、二相比O/A=1、抽出温度が10℃、抽出時間が10minの条件では、V抽出率が100%、Mo抽出率が99.99%になるように、ステップ(2)の前記浸出液からV及びMoを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=1になるように、5%のアンモニア水で抽出相中のV及びMoを同時に20℃で0.5h逆抽出してバナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液中のVとMoの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って50℃で乾燥させてバナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩を得た。
(4)第一級アミン類抽出剤N1923及びトルエンからなる抽出系を濃度が5%の有機相とし、水相の初期pH=6、二相比O/A=1、抽出温度が10℃、抽出時間が10minの条件において、V抽出率が100%、Mo抽出率が0.5%になるように、ステップ(2)の前記浸出液からV及びMoを抽出分離し、バナジウムが豊富な有機相及びモリブデンを含むラフィネートを得た。加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=3になるように、バナジウムが豊富な有機相を10%のアンモニア水で、40℃で1h逆抽出し、メタバナジン酸アンモニウム沈殿を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩をまず0.2mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して2h超音波処理して均一に混合した。超音波終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて12h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕して、次にるつぼに投入してマッフル炉に入れて、400℃で5h焙焼した。焙焼後の産物は粒子状1.2%V−3.5%MO/TiO系SCR脱硝触媒であった。
(6)ステップ(4)で得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿をまず硝酸で溶解し、溶液pHを7に調節し、次に硫酸アンモニウム沈殿を加え、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及び焙焼し、純度が99.5%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたモリブデンを含むラフィネートを硝酸でpHを1.5に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.1%のモリブデン酸製品を得た。
実施例2
ある実験室により提供された使用済みバナジウムモリブデン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.4%、MoOが3.2%、TiOが95%である。
(1)上記使用済み触媒5gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。NaOHと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=2になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaOHを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、680℃で5h焙焼した。
(2)中性純水を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びMoを浸出し、この際、液固比が0.06L/g、浸出温度が60℃、浸出圧力が0.1MPa、浸出時間が2h、撹拌速度が800r/min、V一段浸出率が79.6%、Moが77.4%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)第二級アミン類抽出剤としてジオクチルアミン及びn−オクタンからなる抽出系を濃度15%の有機相とし、水相の初期pH=3、二相比O/A=1、抽出温度が20℃、抽出時間が15minの条件では、V抽出率が99.6%、Mo抽出率が98.8%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びMoを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=4になるように、10%のアンモニア水で抽出相中のV及びMoを45℃で3h同時に逆抽出して、バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液中のVとMoの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄をして55℃で乾燥させて、バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩を得た。
(4)第二級アミン類抽出剤としてジオクチルアミン及びn−オクタンからなる抽出系を濃度15%の有機相とし、水相の初期pH=5、二相比O/A=1、抽出温度が25℃、抽出時間が25minの条件では、V抽出率が99.5%、Mo抽出率が0.12%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びMoを抽出分離し、バナジウムが豊富な有機相及びモリブデンを含むラフィネートを得た。加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=10にあるように、15%のアンモニア水でバナジウムが豊富な有機相を70℃で4h逆抽出して、メタバナジン酸アンモニウム沈殿を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩をまず0.15mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して2.5h超音波処理して均一に混合した。超音波終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を105℃の電動送風オーブンに入れて15h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕して、次にるつぼに投入してマッフル炉に投入して、450℃で6h焙焼した。焙焼後の産物は1.1%V−3.1%MO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿をまず硝酸で溶解し、溶液pHを7.5に調節し、次に硝酸アンモニウムを加えてバナジウムを沈殿させ、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及び焙焼し、純度が99.6%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたモリブデンを含むラフィネートのpHを硝酸で1.2に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.2%のモリブデン酸製品を得た。
実施例3
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.5%、WOが3.3%、TiOが95%である。
(1)上記使用済み触媒10gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。NaCOと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=6になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaCOを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、500℃で7h焙焼した。
(2)中性純水を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びWを浸出し、その際、液固比が0.05L/g、浸出温度が70℃、浸出圧力が0.1MPa、浸出時間が1.5h、撹拌速度が1200r/min、V一段浸出率が79.6%、Wが76.4%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)第三級アミン類抽出剤としてAlamine 336及び灯油からなる抽出系を濃度25%の有機相とし、水相の初期pH=4、二相比O/A=1、抽出温度が40℃、抽出時間が40minの条件では、V抽出率が98.6%、W抽出率が99.6%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びWを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=6になるように、20%のアンモニア水で抽出相中のV及びWを同時に50℃で3h逆抽出して、バナジウムタングステンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムタングステンの混合アンモニウム塩溶液中のVとWの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って48℃で乾燥させて、バナジウムタングステン混合アンモニウム塩を得た。
(4)第三級アミン類抽出剤としてAlamine 336及び灯油からなる抽出系を濃度25%の有機相とし、水相の初期pH=1.0、二相比O/A=1、抽出温度が25℃、抽出時間が20minの条件では、V抽出率が100%、W抽出率が0.2%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びWを抽出分離し、バナジウムが豊富な有機相及びタングステンを含むラフィネートを得た。加えるOHと有機相中の総金属量のモル比mOH:mmetal=10になるように、1g/LのNaOH溶液でバナジウムが豊富な有機相を70℃で4h逆抽出し、バナジウム酸ナトリウム溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムタングステン混合アンモニウム塩をまず0.16mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して3h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を106℃の電動送風オーブンに入れて16h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、500℃で5.5h焙焼した。焙焼後の産物は1.2%V−3.0%WO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたバナジウム酸ナトリウム溶液のpHを8に調節し、硫酸アンモニウム沈殿を加え、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及び焙焼し、純度が99.5%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたタングステンを含むラフィネートのpHを硝酸で1.0に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.0%のタングステン酸製品を得た。
実施例4
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.3%、WOが3.2%、TiOが95.2%である。
(1)上記使用済み触媒10gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。NaClと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=4.5になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaClを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、700℃で4h焙焼した。
(2)中性純水を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びWを浸出し、その際、液固比が0.1L/g、浸出温度が80℃、浸出圧力が0.2MPa、浸出時間が3h、撹拌速度が5000r/min、V一段浸出率が78.8%、Wが75.9%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)第四級アンモニウム塩Aliquat 336及び灯油からなる抽出系を濃度25%の有機相とし、水相の初期pH=3、二相比O/A=1、抽出温度が30℃、抽出時間が30minの条件では、V抽出率が98.7%、W抽出率が98.90%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びWを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=5になるように、20%のアンモニア水で抽出相中のV及びWを45℃で3h同時に逆抽出して、バナジウムタングステンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムタングステンの混合アンモニウム塩溶液中のVとWの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って45℃で乾燥させてバナジウムタングステン混合アンモニウム塩を得た。
(4)第四級アンモニウム塩Aliquat 336及び灯油からなる抽出系を濃度25%の有機相とし、水相の初期pH=9.0、二相比O/A=1、抽出温度が40℃、抽出時間が40minの条件では、V抽出率が0.2%、W抽出率が99.6%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びWを抽出分離し、タングステンが豊富な有機相及びバナジウムを含むラフィネートを得た。加えるOHと有機相中の総金属量のモル比mOH:mmetal=5になるように、10g/LのNaOH溶液でタングステンが豊富な有機相を、30℃で0.5h逆抽出し、タングステン酸ナトリウム溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムタングステン混合アンモニウム塩をまず0.2mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して4h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて18h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、550℃で7h焙焼した。焙焼後の産物は1.3%V−3.4%WO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたタングステン酸ナトリウム溶液のpHを硝酸で1.5に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.2%の三酸化タングステン製品を得て、ステップ(4)で得られたバナジウムを含むラフィネートのpHを7.2に調節し、次に塩化アンモニウムを加えてバナジウムを沈殿させて、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.6%の五酸化バナジウム製品を得た。
実施例5
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.3%、WOが2.4%、TiOが96.1%である。
(1)上記使用済み触媒5gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、110℃で乾燥させた。NaSOと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=5.5になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaSOを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、800℃で5h焙焼した。
(2)1g/LNaOH溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びWを浸出し、その際、液固比が0.2L/g、浸出温度が100℃、浸出圧力が0.2MPa、浸出時間が4h、撹拌速度が2000r/min、V一段浸出率が81.7%、Wが77.2%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)中性ホスフィン類抽出剤TBP及び灯油からなる抽出系を濃度が30%の有機相とし、水相の初期pH=6、二相比O/A=1、抽出温度が30℃、抽出時間が35minの条件では、V抽出率が99.0%、W抽出率が97.6%になるように、浸出液からV及びWを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=6になるように、30%のアンモニア水で抽出相中のV及びWを50℃で4h同時に逆抽出して、バナジウムタングステンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムタングステンの混合アンモニウム塩溶液中のVとWの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って50℃で乾燥させてバナジウムタングステン混合アンモニウム塩を得た。
(4)中性ホスフィン類抽出剤TBP及び灯油からなる抽出系を濃度が30%の有機相とし、水相の初期pH=2.5、二相比O/A=1、抽出温度が30℃、抽出時間が35minの条件では、V抽出率が99.8%、W抽出率が0.3%になるように、浸出液からV及びWを抽出分離し、バナジウムが豊富な有機相及びタングステンを含むラフィネートを得た。加えるOHと有機相中の総金属量のモル比mOH:mmetal=4.5になるように、バナジウムが豊富な有機相を5g/LNaOH溶液で、35℃で1h逆抽出し、バナジウム酸ナトリウム溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムタングステン混合アンモニウム塩をまず0.2mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して3h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて24h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、600℃で12h焙焼した。焙焼後の産物は1.4%V−3.0%WO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたバナジウム酸ナトリウム溶液のpHを9に調節し、次に硝酸アンモニウムを加えてバナジウムを沈殿させ、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.5%の五酸化バナジウム製品を得て、タングステンを含むラフィネートのpHを6.2に調節し、次に抽出法によって再びタングステンを抽出した。中性ホスフィン類抽出剤TBP及び灯油からなる抽出系を濃度15%の有機相とし、二相比O/A=1、抽出温度が30℃、抽出時間が30min、W抽出率が99.5%であった。加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=5になるように、タングステンが豊富な有機相を30%アンモニア水で、35℃で2h逆抽出し、得られたタングステン酸アンモニウム溶液に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.3%のパラタングステン酸アンモニウム製品を得た。
実施例6
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステンモリブデン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.3%、WOが1.4%、MoOが1.4%、TiOが95.7%である。
(1)上記使用済み触媒5gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。NaNOと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=6になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaNOを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、900℃で7h焙焼した。
(2)1g/LNaOH溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV、W及びMoを浸出し、その際、液固比が0.3L/g、浸出温度が100℃、浸出圧力が0.4MPa、浸出時間が5h、撹拌速度が3000r/min、V一段浸出率が81.7%、Wが77.2%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)有機エステル類である酢酸アミルと灯油からなる抽出系を濃度25%の有機相とし、水相の初期pH=10、二相比O/A=1、抽出温度が40℃、抽出時間が40minの条件では、V抽出率が99.6%、W抽出率が98.6%、Mo抽出率が97.8%になるように、ステップ(2)の浸出液からV、W及びMoを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=5になるように、15%のアンモニア水で抽出相中のV、W及びMoを45℃で2h同時に逆抽出して、バナジウムタングステンモリブデン混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムタングステンモリブデン混合アンモニウム塩溶液中のV、W及びMoの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って45℃で乾燥させて、バナジウムタングステンモリブデン混合アンモニウム塩を得た。
(4)有機エステル類である酢酸アミルと灯油からなる抽出系を濃度25%の有機相とし、水相の初期pH=3.2、二相比O/A=1、抽出温度が40℃、抽出時間が40minの条件では、V抽出率が100%、W及びMo抽出率が0.2%未満になるように、ステップ(2)の浸出液からV、W及びMoを抽出分離し、バナジウムが豊富な有機相及びタングステン、モリブデンを含むラフィネートを得た。加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=4になるように、15%のアンモニア水でバナジウムが豊富な有機相を40℃で2.5h逆抽出し、メタバナジン酸アンモニウム沈殿を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムタングステンモリブデン混合アンモニウム塩をまず0.2mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して4h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて24h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、600℃で10h焙焼した。焙焼後の産物は1.4%V−1.2%WO−1.2%MoO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.3%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたタングステン、モリブデンを含むラフィネートのpHを2に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.0%の三酸化モリブデン及び三酸化タングステンの混合物製品を得た。
実施例7
ある実験室により提供された使用済みバナジウムモリブデン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.2%、MoOが2.5%、TiOが96%である。
(1)上記使用済み触媒5gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。
(2)2g/LNaOH溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で乾燥させた使用済み触媒からV及びMoを浸出し、その際、液固比が0.5L/g、浸出温度が200℃、浸出圧力が1MPa、浸出時間が5h、撹拌速度が5000r/min、V一段浸出率が84.1%、Moが80.1%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)有機ホスフィン類D2EHPA及び灯油からなる抽出系を濃度15%の有機相とし、水相の初期pH=8.5、二相比O/A=1、抽出温度が30℃、抽出時間が30minの条件では、V抽出率が99.8%、Mo抽出率が98.9%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びMoを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=6になるように、20%のアンモニア水で抽出相中のV及びMoを30℃で2.5h同時に逆抽出して、バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液中のVとMoの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って40℃で乾燥させて、バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩を得た。
(4)有機ホスフィン類D2EHPA及び灯油からなる抽出系を濃度15%の有機相とし、水相の初期pH=2、二相比O/A=1、抽出温度が30℃、抽出時間が30minの条件では、V抽出率が0.1%、Mo抽出率が99.9%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びMoを抽出分離し、モリブデンが豊富な有機相及びバナジウムを含むラフィネートを得た。加えるOHと有機相中の総金属量のモル比mOH:mmetal=5になるように、1g/LのNaOH溶液でモリブデンが豊富な有機相を、30℃で0.5h逆抽出し、モリブデン酸ナトリウム溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩をまず0.1mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して4h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて24h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、600℃で9h焙焼した。焙焼後の産物は1.5%V−2.6%MO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたモリブデン酸ナトリウム溶液に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.5%のモリブデン酸ナトリウム製品を得て、まずステップ(4)で得られたバナジウムを含むラフィネートのpHを8.5に調節し、次に硫酸アンモニウムを加えてバナジウムを沈殿させ、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.6%の五酸化バナジウム製品を得た。
実施例8
ある実験室により提供された使用済みバナジウムモリブデン系SCR脱硝触媒は、V含有量が1.5%、MoOが2.3%、TiOが96.1%である。
(1)上記使用済み触媒5gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。
(2)5g/LNaOH溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で乾燥させた使用済み触媒からV及びMoを浸出し、その際、液固比が0.6L/g、浸出温度が150℃、浸出圧力が0.5MPa、浸出時間が5h、撹拌速度が5000r/min、V一段浸出率が80.1%、Moが81.1%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)オキシム類抽出剤Lix63及び灯油からなる抽出系を濃度が30%の有機相とし、水相の初期pH=6、二相比O/A=1、抽出温度が40℃、抽出時間が40minの条件では、V抽出率が98.7%、Mo抽出率が98.9%になるように、ステップ(2)の浸出液からV及びMoを同時に抽出した。次に、加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=5になるように、20%のアンモニア水で抽出相中のV及びMoを20℃で3h同時に逆抽出して、バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液を得た。バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩溶液中のVとMoの比率を調節し、次に蒸発、結晶化、洗浄を行って40℃で乾燥させて、バナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩を得た。
(4)オキシム類抽出剤Lix63及び灯油からなる抽出系を濃度が30%の有機相とし、水相の初期pH=2、二相比O/A=1、抽出温度が40℃、抽出時間が40minの条件では、V抽出率が99.7%、Mo抽出率が0.4%になるように、浸出液からV及びMoを抽出分離し、バナジウムが豊富な有機相及びモリブデンを含むラフィネートを得た。加えるアンモニウムイオンと有機相中の総金属量のモル比mNH :mmetal=5になるように、15%アンモニア水でバナジウムが豊富な有機相を、45℃で2.5h逆抽出し、メタバナジン酸アンモニウム沈殿を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムモリブデンの混合アンモニウム塩をまず0.1mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して4h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて24h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、600℃で9h焙焼した。焙焼後の産物は1.4%V−2.2%MO/TiO系SCR脱硝触媒粒子であった。
(6)ステップ(4)で得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.7%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたモリブデンを含むラフィネートのpHを1に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.4%の三酸化モリブデン製品を得た。
実施例9
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステン系SCR触媒は、V含有量が1.2%、WOが3.3%、TiOが95.3%である。
(1)上記使用済み触媒50gを、まず100メッシュに粉砕し、次に水で洗浄して濾過し、105℃で乾燥させた。
(2)2g/Lの水酸化ナトリウム溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で乾燥させた使用済み触媒からV及びWを浸出し、その際、液固比が1L/g、浸出温度が200℃、浸出圧力が1MPa、浸出時間が5h、撹拌速度が100r/min、V一段浸出率が77.2%、Wが75.6%であり、浸出残渣を二次浸出した。
(3)ステップ(2)で得られた浸出液のpHを硝酸で6に調節し、硝酸カルシウムと浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1になるように、次に硝酸カルシウムを加えて、10℃で10min共沈し、バナジウム酸カルシウム及びタングステン酸カルシウムの混合沈殿を得た。混合沈殿を硝酸で溶解し、溶液のpHを6に調節し、次に硝酸カルシウムを加えて共沈し、得られた沈殿を洗浄、乾燥させて、純バナジウムタングステン混合カルシウム塩を得た。バナジウムタングステン混合カルシウム塩を硝酸で溶解し、溶液pHを1.5に調節し、次に溶液中のVとWの比率を調節した。バナジウムタングステン溶液に蒸発、結晶化、洗浄を行って105℃で乾燥させて、更に600℃で焙焼し、バナジウムタングステン混合酸化物を得た。
(4)ステップ(2)で得られた浸出液から沈殿法によってV及びWを分離した。浸出液のpHを5に調節し、次に、硫酸アンモニウムと浸出液中の金属バナジウムのモル比mpre:mmetal=1になるように、硫酸アンモニウムを加えてバナジウムを、20℃で20min沈殿させ、濾過してメタバナジン酸アンモニウム沈殿及びタングステンを含む溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムタングステン混合酸化物で混合法によってバナジウムタングステン系SCR触媒粉末を調製した。まずバナジウムタングステン混合酸化物を100メッシュに粉砕し、次に所定の比率でTiOとともにウェットボールミルして5h混合した。混合終了後、110℃のオーブンに入れて12h乾燥させた。乾燥産物は1.3%V−3.2%WO/TiO系SCR触媒粉末であった。50gを粉砕して0.1mmの触媒粉末を得て、次に粘着剤としてポリアクリルアミド4.5g及び粒径0.1mmの活性炭粉末2.5gを加えて15minドライミックスした。均一に混合した後、順に水10mL及び押出助剤としてエタノールアミン4mLを加え、次にめん棒で湿材料を混練し、塑性ペーストを得た。塑性ペーストをハニカム状触媒金型の上部に入れ、プレスプレートで塑性ペーストを下部の成形ロッド間に押し込んだ。触媒スラリーを有する金型を65℃のオーブンで加熱し、成形ロッド及び金型表面に予め塗られたパラフィンが融解した後、金型を取り出して、半乾燥させた触媒ブランクを得た。触媒ブランクをまず105℃のオーブンで12h乾燥させ、次に450℃で12h焙焼し、ハニカム状1.3%V−3.3%WO/TiO系SCR脱硝触媒を得た。
(6)ステップ(4)で得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.1%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたタングステンを含む溶液pHを8に調節し、次に、硝酸カルシウムと浸出液中の金属タングステンのモル比mpre:mmetal=6になるように、硝酸カルシウムを加えて、50℃で50min沈殿させ、タングステン酸カルシウム沈殿を得た。タングステン酸カルシウム沈殿を洗浄及び乾燥して、純度が99.3%のタングステン酸カルシウム製品を得た。
実施例10
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステン系SCR触媒は、V含有量が1.1%、MOが2.5%、TiOが96.2%である。
(1)上記使用済み触媒50gを、まず100メッシュに粉砕し、次に水で洗浄して濾過し、乾燥させた。NaNOと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=4.5になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaNOを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、700℃で6h焙焼した。
(2)2g/Lの水酸化ナトリウム溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びMoを浸出し、その際、液固比が0.2L/g、浸出温度が120℃、浸出圧力が0.5MPa、浸出時間が5h、撹拌速度が1000r/min、V一段浸出率が74.9%、Moが72.7%であり、浸出残渣を二次浸出した。
(3)ステップ(2)の前記浸出液のpHを12に調節し、次に、塩化カルシウムと浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=5になるように、塩化カルシウムを加えて、90℃で120min共沈し、バナジウム酸カルシウム及びモリブデン酸カルシウムの混合沈殿を得た。混合沈殿を硝酸で溶解し、溶液pHを12に調節し、塩化カルシウムを加えて共沈し、得られた沈殿を洗浄、乾燥させて、純バナジウムモリブデン混合カルシウム塩を得た。バナジウムモリブデン混合カルシウム塩を硝酸で溶解して溶液のpHを1.5に調節し、次に溶液中のVとMoの比率を調節した。バナジウムモリブデン溶液に蒸発、結晶化、洗浄を行って105℃で乾燥させて、更に650℃で焙焼し、バナジウムモリブデン混合酸化物を得た。
(4)ステップ(2)の前記浸出液から沈殿法によってV及びMoを分離した。浸出液pHを11に調節し、次に、塩化アンモニウムと浸出液中の金属バナジウムのモル比mpre:mmetal=6になるように、塩化アンモニウムを加えてバナジウムを、80℃で120min沈殿させ、濾過してメタバナジン酸アンモニウム沈殿及びモリブデンを含む溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムモリブデン混合酸化物をまず0.1mol/Lのシュウ酸溶液に溶解し、次に所定の比率でTiOを加えた。系を超音波洗浄機に投入して4h超音波処理して均一に混合した。超音波処理終了後、系を撹拌しながら蒸発乾燥させた。蒸発乾燥後に得られた固体混合物を110℃の電動送風オーブンに入れて24h乾燥させた。乾燥後の固体混合物を粉砕し、次にるつぼに投入してマッフル炉に置いて、600℃で9h焙焼した。焙焼産物は1.2%V−2.5%MO/TiO系SCR触媒粉末であった。50gを粉砕して0.1mmの触媒粉末を得て、次に粘着剤としてポリアクリルアミド5g及び粒径0.1mmの活性炭粉末2.5gを加えて20minドライミックスした。均一に混合した後、順に水8mL及び押出助剤としてエタノールアミン3.5mLを加え、次にめん棒で湿材料を混練し、塑性ペーストを得た。塑性ペーストをハニカム状触媒金型の上部に入れ、プレスプレートで塑性ペーストを下部の成形ロッド間に押し込んだ。触媒スラリーを有する金型を60℃オーブンで加熱し、成形ロッド及び金型表面に予め塗られたパラフィンが融解した後、金型を取り出して、半乾燥した触媒ブランクを得た。触媒ブランクをまず110℃のオーブンで24h乾燥させ、次に450℃で12h焙焼し、ハニカム状の1.3%V−2.4%WO/TiO系SCR脱硝触媒を得た。
(6)ステップ(4)で得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.5%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたモリブデンを含む溶液pHを10に調節し、次に、硝酸カルシウムと浸出液中の金属モリブデンのモル比mpre:mmetal=6になるように、塩化カルシウムを加えて、50℃で120min沈殿させ、モリブデン酸カルシウム沈殿を得た。モリブデン酸カルシウム沈殿を洗浄及び乾燥させて、純度が99.6%のモリブデン酸カルシウム製品を得た。
実施例11
ある実験室により提供された使用済みバナジウムモリブデン系SCR触媒は、V含有量が1.1%、MOが2.0%、TiOが96.7%である。
(1)上記使用済み触媒50gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。NaClと使用済み触媒中の総金属量のモル比madd:mmetal=6になるように、乾燥後の使用済み触媒にNaClを添加剤として加えた。均一に混合してマッフル炉に投入して、900℃で7h焙焼した。
(2)1g/Lの硫酸溶液を浸出剤とし、ステップ(1)で焙焼した使用済み触媒からV及びMoを浸出し、その際、液固比が1L/g、浸出温度が100℃、浸出圧力が0.2MPa、浸出時間が0.5h、撹拌速度が5000r/min、V一段浸出率が96.2%、Moが95.2%、Tiが86.1%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)ステップ(2)で得られた浸出液中のV、Mo及びTiを弱アルカリ性アニオン交換樹脂D418で同時に抽出した。浸出液の体積が樹脂体積の10倍、溶液pH=1、温度が10℃、交換反応時間が30min、V抽出率が94.3%、Moが95.8%、Tiが96.2%であった。母液を二次抽出した。15%のアンモニア水で樹脂を洗浄して、20℃で20min再生し、バナジウムモリブデンチタン混合アンモニウム塩溶液を得た。
(4)ステップ(2)の前記浸出液のpHを9に調節し、濾過してチタン酸ナトリウム沈殿及びバナジウムモリブデン溶液を得た。バナジウムモリブデン溶液を弱アルカリ性アニオン交換樹脂D418で分離し、バナジウムが豊富な樹脂及びモリブデンを含む残液を得て、ここで、浸出液の体積が樹脂体積の10倍、溶液pH=2、温度が20℃、交換反応時間が30min、V抽出率が99.3%、Moが0.2%であった。2g/LのNaCO溶液で樹脂を洗浄して、25℃で20min再生し、バナジウム酸ナトリウム溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムモリブデンチタン混合アンモニウム塩溶液を用いて、沈殿法によってバナジウムモリブデン系SCR脱硝触媒粉末を調製した。まずバナジウムモリブデンチタン混合アンモニウム塩溶液のpHを7.5に調節し、次に硝酸カルシウムを加え、濾過してバナジウム、モリブデン及びチタンの混合沈殿を得た。混合沈殿をまず硝酸で溶解し、続いてpHが1.1になるまで酸性化し、次に蒸発結晶化、洗浄、105℃の乾燥及び750℃の焙焼を行って、1.2%V−2.0%MoO/TiO系SCR触媒粉末を得た。50gを粉砕して0.1mmの触媒粉末を得て、次に粘着剤としてメチルセルロース5.5g及び粒径0.1mmの活性炭粉末3.5gを加えて18minドライミックスした。均一に混合した後、順に水8mL、押出助剤としてエタノールアミン4mL及び潤滑油としてグリセロール2.5mLを加え、次にめん棒で湿材料を混練し、塑性ペーストを得た。厚さ0.5mm、孔径1mm、孔間隔1.5mmで、正三角形として配列されて上下両側に0.5mm厚みの塑性ペーストが均一にプレスされる55*100mmの孔付きステンレス鋼平板を担体とした。塑性ペーストが配置されたスクリーンプレートを105℃で12h乾燥させ、次に500℃で24hか焼し、厚さが1.5mmの触媒板を得て、ステンレス鋼ハウジングに組み立てて板状触媒を得た。
(6)ステップ(4)で得られたバナジウム酸ナトリウム溶液のpHを8に調節し、硫酸アンモニウムを加えてバナジウムを沈殿させ、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.5%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたモリブデンを含む残液のpHを1.2に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.0%のモリブデン酸製品を得た。
実施例12
ある実験室により提供された使用済みバナジウムタングステン系SCR触媒は、V含有量が1.3%、WOが2.4%、TiOが96.1%である。
(1)上記使用済み触媒50gを、まず100メッシュに粉砕し、水で洗浄し、濾過し、105℃で乾燥させた。
(2)1g/LNaOH溶液を浸出剤とし、ステップ(1)からV及びWを浸出し、その際、液固比が0.7L/g、浸出温度が150℃、浸出圧力が0.5MPa、浸出時間が2h、撹拌速度が4000r/min、V一段浸出率が87.2%、Wが86.3%、Tiが84.3%であり、浸出残渣をステップ(1)に戻した。
(3)ステップ(2)で得られた浸出液中のV及びWを強アルカリ性アニオン交換樹脂D201で同時に抽出した。浸出液の体積が樹脂体積の100倍、溶液pH=12、温度が100℃、交換反応時間が120min、V抽出率が99.1%、Wが98.9%であった。母液を二次抽出した。2g/LNaOH溶液で樹脂を洗浄して、100℃で120min再生し、バナジウムタングステン混合ナトリウム塩溶液を得た。
(4)ステップ(2)の前記浸出液中のV及びWを強アルカリ性アニオン交換樹脂D201で分離した。浸出液の体積が樹脂体積の100倍、溶液pH=11、温度が90℃、交換反応時間が100min、V抽出率が99.1%、Wが0.1%であった。バナジウムが豊富な樹脂及びタングステンを含む残液を得た。5g/LのNaOH溶液で樹脂を洗浄して、90℃で120min再生し、バナジウム酸ナトリウム溶液を得た。
(5)ステップ(3)で得られたバナジウムタングステン混合ナトリウム塩溶液のVとWの比率を調節し、次にpHを3に調節し、所定の比率でNaTiOを混入し、得られたバナジウムタングステンチタン混合溶液を用いて、沈殿法によってバナジウムタングステン系SCR脱硝触媒粉末を調製した。具体的には、まずバナジウムタングステンチタン混合溶液のpHを8に調節し、次に硝酸カルシウムを加え、濾過してバナジウムタングステンチタン混合沈殿を得た。混合沈殿をまず硝酸で溶解し、続いてpHが1.5になるまで酸性化し、次に蒸発結晶化、洗浄、105℃の乾燥及び700℃の焙焼を行って、1.2%V−2.3%WO/TiO系SCR触媒粉末を得た。50gを粉砕して0.1mmの触媒粉末を得て、次に粘着剤としてメチルセルロース5g及び粒径0.1mmの活性炭粉末3gを加えて、20minドライミックスした。均一に混合した後、順に10mL水、押出助剤としてエタノールアミン5mL及び潤滑油としてグリセロール2mLを加え、次にめん棒で湿材料を混練し、塑性ペーストを得た。厚みが0.5mmで、上下両側に0.5mm厚みの塑性ペーストが均一に塗られた50*100mmの波形繊維板を担体とした。塑性ペーストが塗布されたスクリーンプレートを105℃で24h乾燥させ、次に450℃で20hか焼し、1.3%V−2.2%WO/TiO系波板状触媒を得た。
(6)ステップ(4)で得られたバナジウム酸ナトリウム溶液のpHを9に調節し、硝酸アンモニウムを加えてバナジウムを沈殿させ、得られたメタバナジン酸アンモニウム沈殿を洗浄、乾燥及びか焼し、純度が99.7%の五酸化バナジウム製品を得て、ステップ(4)で得られたタングステンを含む残液のpHを1.5に調節し、次に蒸発結晶化、洗浄及び乾燥を行って、純度が99.5%のタングステン酸製品を得た。
なお、以上の実施例は本発明の技術案を説明するものに過ぎず、制限するものでなく、好ましい実施例を参照しながら本発明について詳細に説明するが、当業者であれば、本発明の技術案の精神や範囲から逸脱することなく、本発明の技術案に対する修正や置換が可能であることは理解されるべきであり、それらは全て本発明の特許請求の範囲の保護範囲に含まれる。

Claims (10)

  1. 使用済みSCR脱硝触媒を前処理し、不純物、活性化バナジウムタングステンモリブデン等の触媒成分を除去するステップ(1)と、
    ステップ(1)で前処理して得られた使用済みSCR脱硝触媒を浸出し、浸出残渣及び浸出液を得るステップ(2)と、
    ステップ(2)で得られた浸出液中の各有価元素を分離し、バナジウム精製物及びタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物を得るステップ(3)と、
    ステップ(3)で得られたバナジウム精製物を更に精製することで、バナジウム製品を調製し、得られたタングステン/モリブデン/タングステンモリブデン濃縮物を更に精製することで、タングステン/モリブデン/タングステンモリブデン製品を調製するステップ(4)とを含む、ことを特徴とする使用済みSCR脱硝触媒の回収処理方法。
  2. ステップ(2)で得られた浸出液中の有価元素を同時に精製し、各物質含有量の比率を調節することで、触媒成分混合物を得ることにより、新たなSCR脱硝触媒を更に調製する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. ステップ(2)の浸出に用いる浸出剤が中性又は酸性又はアルカリ性溶液、浸出剤と使用済み触媒の液固比が0.02〜1L/g、浸出温度が20〜200℃、浸出圧力が0.1〜1MPa、浸出時間が0.5〜5h、撹拌速度が100〜5000r/minであり、
    好ましくは、浸出剤が中性又はアルカリ性溶液である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. ステップ(3)に記載の浸出液中の各有価元素を抽出法により分離する場合、抽出剤がアミン類、有機ホスホン酸類、有機エステル類、中性ホスフィン類、第四級アンモニウム塩類及びオキシム類、抽出剤濃度が5%〜30%、水相の初期pH=1〜9、抽出温度が10〜40℃、抽出時間が10〜40minである、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. ステップ(3)に記載の浸出液中の各有価元素をイオン交換法により分離する場合、樹脂が強アルカリ性又は弱アルカリ性アニオン交換樹脂、浸出液の体積が樹脂体積の10〜100倍、溶液pHが2〜11、温度が20〜90℃、交換時間が30〜100min、樹脂再生液が強アルカリ性又は弱アルカリ性溶液、再生時間が20〜120min、再生温度が25〜90℃である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. ステップ(3)に記載の浸出液中の各有価元素を沈殿法により分離する場合、沈殿剤と浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1〜6、溶液pH=5〜11、沈殿温度が20〜80℃、沈殿時間が20〜120minである、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. ステップ(3)に記載の浸出液中の有価元素を抽出法により同時に精製する場合、抽出剤がアミン類、有機ホスホン酸類、有機エステル類、中性ホスフィン類、第四級アンモニウム塩類又はオキシム類抽出剤、抽出剤濃度が5%〜30%、水相の初期pH=1〜10、抽出温度が10〜40℃、抽出時間が10〜40minである、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  8. ステップ(3)に記載の浸出液中の有価元素をイオン交換法により同時に精製する場合、樹脂が強アルカリ性又は弱アルカリ性アニオン交換樹脂、浸出液の体積が樹脂体積の10〜100倍、溶液pHが1〜12、温度が10〜100℃、交換時間が30〜120min、樹脂再生液が強アルカリ性又は弱アルカリ性溶液、再生時間が20〜120min、再生温度が20〜100℃である、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  9. ステップ(3)に記載の浸出液中の有価元素を共沈法により同時に精製する場合、沈殿剤と浸出液中の総金属量のモル比mpre:mmetal=1〜5、溶液pH=6〜12、沈殿温度が10〜90℃、沈殿時間が10〜120minである、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  10. ステップ(4)に記載の触媒成分混合物で新たなSCR触媒を調製する方法は浸漬法、混合法及び沈殿法、新たなSCR触媒は粒子状、板状、ハニカム状及び波板状であり、
    好ましくは、触媒成分混合物で新たなSCR触媒を調製する方法は浸漬法、新たなSCR触媒は粒子状である、ことを特徴とする請求項2、7、8又は9のいずれか1項に記載の方法。
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