[发明专利]一种从废SCR脱硝催化剂中回收钨、钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂再生领域，具体涉及一种含有金属的催化剂的回收方法。

背景技术

随着工业的快速发展，由汽车尾气和工业排放尾气的污染导致的雾霾，酸雨等环境的破坏越来越受到人们的关注，众所周知,工业尾气和汽车尾气排放和燃煤等会产生的大量有毒的氮化物(NO)，硫化物(SO2)，和碳氢化物(HC)，它们的直接排放是导致酸雨、光化学烟雾和臭氧层破坏的主要原因。为了有效处理各类尾气中的氮氧化物和其它有毒物质，需要对尾气进行脱硝处理，利用脱硝催化剂将氮氧化物转变为氮气和水。目前对尾气净化处理应用最广的是选择性催化还原(SCR)脱硝技术，而V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂因为具有高脱硝效率,较强的抗中毒性，技术成熟和无二次污染的选择性催化还原技术逐渐成为商业化应用最广泛的脱硝催化剂。在实际应用中，SCR脱硝反应器往往布置在炉省煤器和空气预热器之间的高温(300～400℃)高尘段，由于催化剂表面沉积的异物和杂质的中毒作用，催化剂在实用3-5年后将失去其催化活性。SCR催化剂随即不可再生，在工业生产中处理它们的主要方式是掩埋处理。尽管SCR催化剂中的V和W的组成很小(每个成分不到10％)但是其中的V₂O₅是危险废物，WO₃和TiO₂是十分珍贵稀有的资源，特别是V和W占总金属价格的40％以上，直接掩埋的方式不仅浪费W和V资源，而且还会导致由于钒物质的毒性引起的许多环境问题。鉴于此，所以急需开发一种有效的技术回收和再利用这些贵重金属。

目前对于废SCR催化剂回收有两种主要的处理方法，即火法冶金和湿法冶金工艺，它们已被用于从各种废催化剂中提取有价值的金属。其中湿法浸出包括碱浸和酸浸是应用最广的方法，这些工艺的主要思想是将金属离子从固体废物中选择性地浸出到溶液中，然后进一步的采用传统的净化提纯技术，如选择性沉淀法，溶剂萃取法或离子交换法获得所需的产和品。比较典型的有：专利CN201410534406.8公开了一种回收废SCR脱硝催化剂中钨，钒，钛的方法，其中金属钒和钨浸出采用的是:将催化剂研磨成粒径小于150μm的粉末，混入碳酸钠粉末并搅拌均匀，接着在高温下焙烧，再将焙烧后的产物置于热水中进行钒和钨的浸出；专利CN201010254247中的方法对催化剂进行两次焙烧，再利用热水进行钒和钨的浸出，钨和钒浸出率低于90％等不足的特点。

专利CN105274341废SCR催化剂采用焙烧法与浸出法的综合法，专利CN201410534406.8采用热水浸出固体废SCR脱硝催化剂中的钨和钒，虽然浸出效率高，但是实验过程会放出有毒气体，如SO₂气体等。上述专利报道的金属的回收方法中普遍采用焙烧法，工艺流程复杂，会产生有毒气体污染环境，另外几乎所有关于废催化剂循环利用只研究关注有价值金属的有效提取方面的研究，没有一项工作从废弃物中提取金属的同时，还注重对浸出后剩余的废催化剂回收利用，如果将剩余浸出渣丢弃会对环境造成严重的二次污染。因此如何实现废催化剂的充分利用即有价值金属的提取；同时对浸出体进行载体的再生仍然是一个挑战性的问题。

发明内容

基于本领域存在的不足之处，本发明的目的是提供一种从废SCR脱硝催化剂中回收钨、钒的方法，该方法能保持催化剂的原始成分和晶体结构、并有很高的回收效率。

实现本发明目的的技术方案为：

一种从废SCR脱硝催化剂中回收钨、钒的方法，包括步骤：

1)钨和钒的浸出：将废SCR脱硝催化剂置于NaOH溶液中，充分混合后置于100℃-400℃的温度下浸出，得到混合浸出浆液；然后通过固液分离得到含钨和钒的碱性浸出液和残渣TiO₂；

2)碱性浸出液中钨和钒的萃取提纯：以含伯胺N1923的煤油溶液为萃取剂进行萃取，分离出萃取有机相；

3)萃取有机相中钨和钒的反萃取分离和回收：以NaOH溶液作为反萃取剂，向步骤2)所得的萃取有机相中加入所述反萃取剂，使钨含钒从萃取有机相中分离出来进入下层水相；通过加入铵盐使钒以偏钒酸铵的形式沉淀析出，再通过调节pH值和加入钙盐使钨形成CaWO₄沉淀。