[发明专利]一种废弃SCR烟气脱硝催化剂冶金烧结处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保和钢铁冶金工程技术领域，尤其涉及一种废弃SCR烟气脱硝催化剂冶金烧结处理方法。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是大气污染物的主要成分之一，也是形成光化学烟雾和酸雨的主要原因。在我国70％的NO_x排放来自于煤炭的燃烧，其中火电厂煤炭消耗量占全国总量的50％以上，如何有效控制NO_x的排放成为了我国乃至全球关注的焦点。在诸多的治理方法中，选择性催化还原法(SCR)是目前控制NO_x排放最成熟、最有效的方法，也是工业应用最多的方法(占96％)。催化剂是SCR技术的核心，设计使用寿命在3～5年，随着SCR技术的广泛应用，废弃催化剂的数量越来越多。预计到2018年，每年更换的废弃SCR脱硝催化剂将达到25万立方米。

现在应用最为广泛的烟气脱硝催化剂为V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂整体式催化剂，主要是V、Ti元素，其中TiO₂的含量占到了80％以上，V₂O₅的含量占到了1％-5％。废弃的烟气脱硝催化剂中除了原有的活性成分，还含有铬、铍、砷和汞等重金属。倘若对废烟气脱硝催化剂不加处置而随意堆放的话，一方面会占用大量的土地资源，增加企业的成本；另一方面脱硝催化剂在使用过程中所吸附的重金属等有毒、有害物质进入到自然环境，尤其是水体，给环境带来严重危害。因此废弃SCR脱硝催化剂必须进行合理的处理。

国内外废弃SCR脱硝催化剂处理主要集中在以下几个方面：(1)通过水洗、酸碱液处理、热还原等方法进行再生；(2)通过酸洗、化学沉淀法、吸附法等方法回收重金属；(3)填埋处理。但是这些资源化的处理依然存在着一些实际工程问题：

1)通过再生得到的SCR脱硝催化剂活性效率不如新的催化剂，并且其使用寿命大大缩减，只有1～2年，另外催化剂的再生成本非常昂贵；

2)再生处理需要使用酸碱等化学溶液，化学溶液的使用会对环境造成二次污染；如，公开号为CN 101574671A的专利申请公开了一种SCR脱硝催化剂再生液，该再生液由主剂补充液、非离子型表面活性剂、平平加、偏钒酸铵、仲钨酸铵和仲钼酸铵溶液实现失效催化剂的再生。再生液中加入了剧毒的钒的化合物，在使用过程中会产生严重污染；

3)回收重金属成本过高，效益不明显，不适合批量生产；

4)填埋所需的空间比较大，并且处理费用较高，例如：公开号为CN 104926235A的专利申请公开了一种报废SCR脱硝催化剂填埋前的处理及固化方法，该专利将废催化剂细粉、硅酸盐水泥、沙子和水混合并充分搅拌成混凝土后浇筑成块，当混凝土立方体块强度不低于30mPa时，用厚塑料布对分别进行塑封后填埋。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种废弃SCR烟气脱硝催化剂冶金烧结处理方法，不但能够处理废弃脱硝催化剂，形成的烧结体重金属浸出量较低，满足环保要求，同时部分烧结矿能够满足性能要求，送入高炉冶炼，为废催化剂的无害化提供一个新的处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案和措施得以实现：

一种废弃SCR烟气脱硝催化剂冶金烧结处理方法，包含以下步骤：

(1)催化剂破碎：将废弃SCR烟气脱硝催化剂单元从模块分离，对每个单元进行破碎、研磨，得到100-200目的催化剂粉末；

(2)制粒：将步骤(1)得到的催化剂破碎产物与铁矿粉、熔剂、燃料、返矿以及适量水一起混合，经过混合、制粒得到烧结混合料；

(3)烧结：将步骤(2)得到的烧结混合料铺于烧结机台车的铺底料上进行烧结，获得烧结矿。

本发明中，通过检测掺有废烟气催化剂的烧结矿的重金属浸出量，核验是否达到要求。烧结矿的重金属(砷、汞、铅、铬、铍、铊等)浸出含量应不超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的有关要求。

所述步骤(1)中，平板式脱硝催化剂单板先经过磨光机研磨，得到100～200目的粉末，研磨后的不锈钢网经过切削机破碎得到2mm左右的金属碎片，将粉末与金属碎片充分混合得到废弃催化剂破碎产物；蜂窝状脱硝催化剂单元通过研磨设备109破碎得到100～200目的催化剂粉末。

本发明中，采用特定粒径的催化剂粉末，有利于粉末粘附在矿石表面，在烧结过程中包覆住重金属，以降低重金属浸出量。