[发明专利]一种以废弃SCR脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁的方法

说明书

本发明属于有色金属回收领域，具体涉及一种以废弃SCR脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁的方法。本发明所述偏钒酸镁制备方法主要包括废弃催化剂预处理、镁盐混合焙烧、水浸分离、萃取提纯、浓缩结晶等步骤，通过该制备工艺，可以高效回收废弃SCR脱硝催化剂中钒元素，且同时制得在光电、染料、催化等领域具有极高应用价值的高纯度偏钒酸镁产品。整体工艺简单易行，实现了废弃SCR脱硝催化剂中高附加值钒元素的循环利用。

技术领域

本发明属于有色金属回收领域，具体涉及一种以废弃SCR脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁的方法。

背景技术

废弃SCR脱硝催化剂是一种含有多种剧毒性成分的特殊固体废弃物，国家环境保护部在发布的《关于加强废烟气脱硝催化剂监管工作的通知》(环办函[2014]990号)中也将钒钛系废烟气脱硝催化剂纳入危险废物进行管理。但与此同时，废弃催化剂中又含有大量的珍贵资源，从另一个角度看，又具有极高的回收价值。

随着国家在不同行业开始逐步推出氮氧化物排放标准，除电厂外，钢铁、水泥等多个行业也开始安装使用SCR脱硝催化剂治理烟气中的NOx。从而产生了更多的废弃催化剂，至2025年，全国据统计将有82万吨以上的废弃SCR废催化剂需要处理。近年来，从废弃催化剂中回收高附加值元素已经成为处理废弃SCR脱硝催化剂的研究热点，而其中钒元素因为应用广泛、价格昂贵和毒性较强等特点一直是主要回收的目标元素之一。偏钒酸镁是一种重要的钒酸盐，在催化、光电、染料等领域具有十分广泛的应用，因此，以废弃SCR脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁不仅循环利用了废弃催化剂中珍贵的钒元素，同时得到了高价值的回收产品，具有十分意义。

国内也有关于废弃SCR脱硝催化剂中钒元素回收和偏钒酸镁制备的相关研究。中国专利申请201510204960.4公开了一种基于废弃SCR脱硝催化剂的含钒溶液的钒回收方法，以还原酸浸法分离废弃SCR脱硝催化剂中钒元素所得含钒溶液为基础，通过萃取法得到含钒反萃液，蒸干含钒反萃液可得到偏钒酸铵，而进一步焙烧偏钒酸铵则可回收得到五氧化二钒。中国专利申请CN201910032343.9公开了一种偏钒酸镁的制备方法，将碳酸镁和钒酸盐浆液混合，经加热处理后，过滤得到含偏钒酸镁溶液，而后通过蒸发结晶回收得到纯度达99.75％的偏钒酸镁。

目前，废弃SCR脱硝催化剂中钒元素的回收产品多为偏钒酸铵或五氧化二钒，在此基础上制备其他钒酸盐还需要额外进行制备，整体工艺较为复杂且需要额外的花费。而制备偏钒酸镁的工艺也多以其他昂贵的钒酸盐为原料，成本往往较高。因此，开发以废弃SCR脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁的工艺不仅节约了生产成本，还实现了废弃物的循环利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以废弃SCR脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁的方法。本发明针对废弃SCR脱硝催化剂中钒元素的存在形式和化学特性，通过特定的回收工艺实现了钒的高效回收，并可得到高品质的偏钒酸镁产品。

根据本发明提供的方法，该方法包括以下步骤：

(1)废弃催化剂预处理

对于蜂窝式催化剂，吹去催化剂孔隙及表面累积的飞灰后，粉碎催化剂得到500目以下废弃催化剂粉末；对于平板式催化剂，在吹灰处理后，先将催化剂从金属网板上剥离，而后再粉碎至500目以下，得到废弃催化剂粉末；

(2)镁盐混合焙烧

按照与废弃催化剂粉末中五氧化二钒摩尔比1:1～3:1选取镁盐七水硫酸镁、六水氯化镁或六水硝酸镁中的一种，与废弃催化剂粉末混合均匀并在有氧条件下焙烧得到烧结块；

(3)水浸分离

粉碎烧结块至200目以下，用热水反复浸取粉末烧结块，过滤得到偏钒酸镁水溶液和残渣；

(4)萃取提纯

配制萃取剂从步骤(3)所得溶液中萃取偏钒酸镁，而后再通过反萃得到偏钒酸镁反萃液；