[发明专利]一种废弃SCR脱硝催化剂回收及循环生产的方法

说明书

本发明公开了一种废弃SCR脱硝催化剂回收及循环生产的方法，回收废弃SCR脱硝催化剂中钒、钨、钛资源并用作SCR脱硝催化剂生产或者SCR脱硝催化剂活性再生的生产原料，以达到形成循环产业链的目标。包含对废气SCR脱硝催化剂预处理，破碎，磨制，超声波强化碱浸，液固分离，除杂，离子交换，解吸，蒸发结晶，循环生产新的SCR催化剂。

技术领域

本发明属于资源回收再利用领域，具体涉及废弃SCR脱硝催化剂回收再利用的方法。

技术背景

废SCR脱硝催化剂中钨、钼的含量甚至超过了国内钨、钼矿中的钨、钼含量好几倍，本身是具有很高可再利用价值的资源，对其通过分离提纯就可以实现废SCR催化剂TiO₂、V₂O₅、WO₃的回收，同时可以减少废弃SCR催化剂的二次污染，又能避免资源的浪费，是废弃SCR脱硝催化剂处理的首选方法。

同时SCR催化剂生产以及SCR催化剂再生工艺中都需要以一定方式添加偏钒酸铵、偏钨酸铵作为催化剂生产所需的活性物质前驱物或催化剂再生所需的活性附载液；而现有V、W的供应主要集中在少数几个省份的企业，需要长距离的运输造成成本上升，且购买方议价能力差，不利于控制成本。通过本发明可以将上述问题得到解决，实现资源化、减量化、无害化、形成循环产业链的目的。

发明内容

本发明旨在克服目前废弃SCR催化剂分离回收中存在的问题，开发一种耗水量少、助剂添加量低、后处理负荷小、能耗低、适合于规模化分离并循环利用的工艺方法。本发明是通过以下步骤实现的：

(1)预处理：采用压缩空气高压喷嘴吹扫清除催化剂元件表面及孔道内的粉尘等杂质，压缩空气的压力控制在2.0～5.0MPa，单个喷嘴的流量控制在0.5～1.5m3/s之间，气体喷嘴与催化剂的表面保持0.5～1m的距离，气体吹扫方向与催化剂孔道方向的夹角要小于10°，区域吹扫结束后可移动高压喷嘴至其它区域继续吹扫。为提高吹扫效率，也可将多个气体喷嘴组成喷嘴组，同时对多个孔道进行吹扫。

吹扫场所为全封闭或半封闭结构，配套设置负压吸尘设备，使用真空度在-0.1～-0.2MPa的吸尘设备吸除催化剂表面、孔道内以及被压缩空气吹扫脱落的粉尘，负压吸尘设备与压缩空气吹扫设备交替运行。

如果是板式催化剂，清灰结束后还需要拆除催化剂元件内的金属基网才能作为破碎和磨损工序的原料。

(2)催化剂破碎：清除粉尘的催化剂元件采用破碎设备进行细碎，破碎成15mm～40mm的块状制品，破碎设备可采用颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机等，优先选用辊式破碎机或圆锥破碎机。

(3)催化剂的磨制：破碎后的块状制品采用磨机磨制为粒径为44～74微米的粉体，磨制设备采用干式磨机，具体型式可采用球磨机、振动磨、雷蒙磨等，优先选用雷蒙磨。

(4)超声波强化碱浸：采用常压或加压碱浸，以NaOH溶液作为浸出液，NaOH浓度为0.5～1.0mol/l，浸出温度控制在60～95℃，液固比选择在(2.5～8)∶1之间，浸出时间为1～3h，浸出设备选用常压或加压浸出槽，优先选用加压浸出，浸出压力控制在0.4～0.6MPa，不再单独设置机械搅拌或气体搅拌装置。

碱浸过程中采用超声波对碱浸过程进行强化，利用超声空化产生的声冲流和冲击波引起混合浆料的宏观湍动和固体颗粒的高速冲撞，使扩散层厚度减小，提高传质速率；同时超声空化产生的微射流，对固体表面的侵蚀作用，创造了新的活性表面，增大传质表面从而提高传质速率。强化过程中，超声波的频率控制在20～60kHz。