[发明专利]一种钒钛系废催化剂的回收方法

说明书

本发明公开了一种钒钛系废催化剂的回收方法，包括以下步骤：在还原剂作用下，将废催化剂与氯气在高温下进行氯化反应，生成气相氯化物；将气相氯化物进行全冷凝，对冷凝产物进行过滤或者蒸发，得到含有W和Mo的固相物以及含有Ti和V的液相物；或对气相氯化物进行分步冷凝，分别得到含W、含Mo的固相物以及含Ti和V的液相物；然后向含Ti和V的液相物加入除钒试剂，进行蒸馏，得到含V的固相物和精TiCl₄；或对气相氯化物进行全冷凝，对冷凝产物添加除钒试剂，进行蒸馏，得到含W、Mo和V的固相物和精TiCl₄。本发明采用高温氯化工艺回收废催化剂，在有效回收高纯度TiCl₄的同时，可以分别实现W、Mo和V产品的分离、富集，高温氯化工艺成熟、效率高。

技术领域

本发明属于脱销废催化剂回收处理技术领域，尤其涉及一种钒钛系废催化剂的回收方法。

背景技术

氨氮是火电厂外排烟气中的主要污染物，在我国，去除氨氮的主流工艺是选择性催化还原法(SCR)，SCR系统中的关键部分是脱硝催化剂，脱硝催化剂的主要成分是TiO2、V2O5和WO3等，有时也含有MoO₃，其中TiO₂含量占85％以上，脱硝催化剂的正常使用寿命为2～3年，经过再生后还可以维持2年，最终失效更换。失效后的催化剂即废催化剂，目前国内电厂普遍采用压碎填埋的方式进行处理，参考国家环保部出台《HJ562—2010火电厂烟气脱硝工程技术规范》，但是废催化剂含有W、V等，属于危险固体废物，国内对废催化剂中的Ti、V、W等元素再生利用进行了研究，当前的研究主要是回收其中的V、W等高价元素，没有提出废催化剂中主要成分TiO₂的高效方法。另外，当前研究主要采用湿法处理，分离效率低、不能得到高品位的分离产品。

现有技术中，采用氢氧化钠熔盐焙烧，浸取、离子交换等工艺实现V、Ti和W的分离，工艺流程长，需要对含主要成分TiO₂先进行熔盐焙烧，TiO₂的回收需要进行后续大量的分离和洗涤，将会增加废水处理成本，并且回收的TiO₂作为原料，走硫酸法钛白工艺路线，硫酸法钛白工艺由于三废排放量大在我国属于限制产业。

现有技术中还包括通过钠化焙烧、水浸反应、脱杂处理、钙盐沉淀和酸浸反应五大步骤，回收废催化剂中有价金属W、Ti等，这个方法也主要采用国内传统的提钒工艺方法提取钒，产生的钛酸钠也需要经过分离和洗涤，同样会增加废水处理成本，即使钛酸钠经过盐酸洗涤后使用为富钛料原料，流程长，粒度细，作为富钛料并不合适。

此外，还有通过将废催化剂与碳酸钠混合高温焙烧后的高温熔体进行水淬，制成玻璃体，将玻璃体细磨后进行水浸过滤得到滤液和滤渣，所述滤液用于提取氧化钒、氧化钨和氧化钼，所述滤渣用于制备二氧化钛。得到的滤渣不能直接用于制备二氧化钛，均需经过大量的洗涤工艺。

另外，还有采用以废弃SCR催化剂为原料，将其与碱金属化合物混合之后经水热处理或焙烧浸出处理后，得到含钒溶液和富含碱金属钛酸盐的固相混合物，之后经酸洗脱硅除杂后，与氢氟酸混合反应，得到碱金属氟钛酸盐，所述方法以废弃SCR催化剂为原料，制备得到高附加值的碱金属氟钛酸盐，同时实现了对废弃SCR催化剂中V元素和Ti元素的回收。该方法产生的氟钛酸盐，对其回收提钛，工艺流程长，废副产物多，并不是成熟的技术。

现有技术中还有依次将催化剂粉末进行碱液除钛反应、酸液除杂、硫酸铵沉钒以及硫酸沉钨反应后，对所得滤液进行电解后，回收并利用硫酸和碱液。该法采用湿法处理，使用氢氧化钠浸取钛，碱耗高，得到的钛液浓度低，不利于钛的应用。

综上，国内对钒钛系废催化剂的再生利用方法主要是基于提取废催化剂中的V而开展，废催化剂中V₂O₅品位一般约3-6％，通过采用焙烧、浸取的方法，提取V和W，但在这个过程中，含量更多的钛被大量稀释，使得后续钛的提取和利用不经济。由于废催化剂中钒品位较低，低于国内传统的钠法提钒和钙法提钒工艺，会降低提钒效率。