[发明专利]一种从含钡和铈的废弃SCR脱硝催化剂中提取高纯度二氧化钛的方法

说明书

本发明公开了一种从含钡和铈的废弃SCR脱硝催化剂中提取高纯度二氧化钛的方法，包括以下步骤：(1)废弃催化剂吹扫除灰，酸洗，干燥，破碎；(2)碱液浸取步骤(1)得到的粉体料；(3)酸洗，得到含硫酸钡偏钛酸粗品；(4)除硫酸钡，将含硫酸钡偏钛酸粗品加入至饱和碳酸钠溶液中，静置反应，移除上清液，重复多次后，加入过量一定浓度的盐酸，充分反应后，抽滤、洗涤得到偏钛酸；(5)煅烧，得到高纯度二氧化钛；本发明针对目前含有钡和铈的废弃脱硝催化剂进行提纯，过程简单，易操作，产生的废液可回收使用，所制备二氧化钛回收率高，纯度达到98％以上，解决了复杂成分的废旧催化剂的处理问题，具有很好的工业前景。

技术领域

本发明属于废弃脱硝SCR催化剂金属回收技术领域，具体涉及一种从含钡和铈的废弃SCR脱硝催化剂中提取高纯度二氧化钛的方法。

背景技术

目前，商业应用的催化剂的寿命一般为3～4年，当催化剂的脱硝效率不满足实际需求时，必须进行更换。SCR脱硝催化剂通常采用“2+1”的布置方式，即先安装2层催化剂，约3年后再安装第3层催化剂，3年后再更换第1层催化剂，此后，每两年更换一次催化剂。按此催化剂运行更换规律，预计2020年后，我国废弃催化剂将稳定在20～25万立方米/年。如此大规模废弃催化剂的随意堆放，不仅占用土地，造成土地资源浪费，而且由于目前商业应用的脱硝催化剂含有五氧化二钒等有害物质，失效后若处理不当，将会给环境带来严重的二次污染，特别是对地下水的污染。目前，更换的催化剂首先考虑对其进行再生处理，对于不能再生的催化剂只能作为固体废物进行回收处置。

目前，国内针对失效SCR催化剂的研究主要集中在对其中的钒、钨等金属元素的回收，对SCR催化剂中载体TiO₂的回收研究相对较少。废弃SCR脱硝催化剂中的TiO₂具有很高的回收利用价值，将废弃催化剂中的TiO2进行分离提纯并应用于新催化剂制造中，能减少80％及以上生产催化剂所需求的TiO₂，不仅实现废弃催化剂的资源化利用，还能减少环境污染，具有很高的经济效益。

SCR脱硝催化剂以TiO₂为载体，V₂O₅、WO₃为活性组分，一般SCR脱硝催化剂中质量分数TiO₂为85～90％，V₂O₅为1～5％，WO₃为5～10％。然而，由于催化剂的原材料价格不断上涨，为了降本同时增加催化剂的耐磨性能和热稳定性，部分厂家会在催化剂中添加SiO₂和BaSO₄等结构助剂。另一方面，CeO₂已被证实在SCR脱硝催化剂中表现优异，其具有储氧、储硫作用和独特的氧化还原性能，在催化剂中添加CeO₂，可以提高催化剂的催化剂性能，提升温度窗口和抗SO₂中毒性能，延长催化剂的使用寿命；同时Ce价格便宜，对人体无毒害作用；为了应对复杂的催化剂市场，CeO₂也将逐渐作为活性物质应用在脱硝催化剂中。这样一来，对于今后产生的废弃催化剂，其成分越发复杂，大大增加了提取有价金属的难度，这对固体危废的处理又提出了新的挑战。

专利号为CN.108249479A公开了一种利用废弃SCR脱硝催化剂提取二氧化钛的方法。其包括以下步骤：(1)除灰和粉碎，得到SCR脱硝催化剂粉末颗粒；(2)化学提取液粗提纯：用包含酸液的化学提取液对步骤(1)得到的SCR脱硝催化剂粉末颗粒进行粗提纯，得到粗提纯二氧化钛；(3)研磨分离，得到密度由轻到重的精矿、中矿和尾矿三部分；(4)干燥，尾矿主要组分为二氧化钛。

专利号为CN.106350679B公开了一种从废SCR脱硝催化剂中回收有价金属钛钒钨的方法。所述从废SCR脱硝催化剂中回收有价金属钛钒钨的方法包括以下步骤：步骤一，将废催化剂原料破碎粉磨得到粒度为200～400目的粉状原料；步骤二，得到的废催化剂粉与铝粉、氧化钙粉按质量比为50:35～45:34～50的比例混匀；混合好的原料在电弧炉内加热反应；步骤四，出炉冷却至室温，拔渣，得到钛铝基多元金属间化合物。