一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收金屬氧化物的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收金屬氧化物的方法和裝置，屬于廢煙氣脫硝催化劑回收技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]SCR脫硝技術(shù)是電廠達(dá)到超凈排放的必要手段，催化劑作為SCR脫硝技術(shù)的核心部分，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于磨損或堵塞等原因失去活性。部分能再生的催化劑再生后可以繼續(xù)使用，而不能再生的催化劑則面臨合理利用和處置的境地(即使能再生的催化劑再生2?3次后，也無(wú)法再生，需要進(jìn)行合理利用和處理)。目前國(guó)外處理廢棄脫硝催化劑的方式都是填埋，但我國(guó)火電廠較多，每年產(chǎn)生的廢棄脫硝催化劑數(shù)量非?？捎^。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年廢棄脫硝催化劑的產(chǎn)量為5萬(wàn)噸，而從廢棄的脫硝催化劑中可以回收的1102有4萬(wàn)噸左右，V2O5有500噸以上，WO 3有2500噸，尤其是對(duì)于V 205和WO 3，其價(jià)格非常昂貴。因此無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度還是環(huán)保角度考慮進(jìn)行廢棄脫硝催化劑的回收利用都是很有必要的。
[0003]另外，由于國(guó)外處理廢棄脫硝催化劑的方式都是填埋，國(guó)內(nèi)對(duì)于脫硝催化劑的回收利用技術(shù)處于研究和摸索階段，目前為止還未見(jiàn)工業(yè)化報(bào)道。通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于廢棄脫硝催化劑的回收利用技術(shù)主要包括3種方式:1.高溫焙燒法(如專利申請(qǐng)CN103088217 A ；CN 101921916 A ；CN 103508491 A) ；2.先用堿性溶液處理，再加入酸液處理(如專利申請(qǐng)CN 102936049 A ；CN 102936039 A) ；3.直接用酸液處理(如專利申請(qǐng)CN103130265 A)。但是采用上述的高溫焙燒法回收脫硝催化劑耗能較多，根本不適合工業(yè)化生產(chǎn)；先用堿液處理，再用酸液處理的方法回收脫硝催化劑，一方面試劑浪費(fèi)嚴(yán)重(比如所需堿液過(guò)量，多余的堿液再利用酸液中和處理)，不利于資源的有效利用，另一方面，在催化劑的回收過(guò)程中生成Na2S13膠體，那么在利用過(guò)濾的方式進(jìn)行固液分離時(shí)，膠體很容易和沉淀一起留在濾紙上，導(dǎo)致分離不完全，進(jìn)而導(dǎo)致Ti02、胃03和V 205提取純度較低，同時(shí)提取效率也較低；此外，現(xiàn)有技術(shù)中，二氧化鈦的提取方法多為先鈉化，然后再加入硫酸逐步分離，其操作復(fù)雜且耗費(fèi)原料較多；直接用酸液回收處理脫硝催化劑，雖然其生產(chǎn)的T12能夠與鈦白粉的生產(chǎn)工藝銜接，工業(yè)化效益也很明顯，但是根據(jù)CN 103130265 A的記載，其僅僅可以將1102與WO 3、V2O5分離，而V 205和WO 3均屬于金屬氧化物，性質(zhì)相近，且廢煙氣脫硝催化劑中含有打02及玻璃纖維的混合物，因此將V 205和WO 3分開卻是非常不容易。因此當(dāng)前急需一種技術(shù)將廢煙氣脫硝催化劑中的Ti02、胃03和V 205分別提取出來(lái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收金屬氧化物的方法和裝置，它可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，從廢煙氣脫硝催化劑中同時(shí)提取得到純凈的T12^ WO3^P V2O5O
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種從廢煙氣脫硝催化劑中回收金屬氧化物的方法，包括以下步驟:
[0006]SI，將催化劑粉碎并加入濃硫酸酸解，酸解后加入水，得硫酸氧鈦溶液；
[0007]S2，過(guò)濾硫酸氧鈦溶液，濾渣收集備用，濾液加熱濃縮后水解，得水解產(chǎn)物；
[0008]S3，將所述的水解產(chǎn)物過(guò)濾，得濾液和偏鈦酸沉淀；
[0009]S4，將偏鈦酸沉淀進(jìn)行鹽處理，干燥，煅燒，即得成品T12;
[0010]S5，將步驟S3中所述的濾液進(jìn)行沉降處理后，過(guò)濾，取上層清液，清液中加入過(guò)量NH4Cl反應(yīng)后，過(guò)濾，得偏釩酸氨沉淀；將該偏釩酸氨沉淀煅燒，得純凈的V2O5;
[0011]S6，在步驟S2中所述的濾渣中加入過(guò)量氨水反應(yīng)后，過(guò)濾；所得濾液加熱，生成仲鎢酸銨晶體；將所述的仲鎢酸銨晶體干燥、煅燒，即得純凈的W03。
[0012]步驟S2中，產(chǎn)生的濾渣(含W03、S1jP Al 203)收集起來(lái)，加入過(guò)量氨水，S1jP氨水不反應(yīng)，A1203、胃03和氨水的反應(yīng)方程式為:
[0013]A1203+NH40H = Al (OH) 3 I +H 20
[0014]W03+2NH40H = (NH4) 2W04+H20
[0015]WO3和氨水的反應(yīng)緩慢，需在室溫下浸泡5天才能反應(yīng)完全，將完全反應(yīng)的上述溶液過(guò)濾，濾渣是S1jP Al (OH) 3混合物，濾液是(NH4)2WO4溶液，從而提高了 WO3的回收效率，實(shí)現(xiàn)了多聯(lián)產(chǎn)，而且所得的S1jPAl(OH) 3混合物可作為產(chǎn)品出售，用于制作耐火材料。
[0016]優(yōu)選的，步驟SI具體包括以下步驟:
[0017]SI I，將催化劑粉碎成160?200目的催化劑粉末，從而使得反應(yīng)更充分；
[0018]S12，將催化劑粉末放入鉛制酸解罐，按照催化劑與濃硫酸的重量比為1:1.5?1.8的比例加入85%?92%的濃硫酸并加熱至150?180°C，開始反應(yīng)后停止加熱，反應(yīng)30min，冷卻至75°C ;其中，若硫酸的濃度過(guò)高，則反應(yīng)放熱不容易控制，硫酸濃度過(guò)低，反應(yīng)時(shí)間又過(guò)長(zhǎng)，并且不能保持溫度；而本發(fā)明采用上述的硫酸濃度及溫度，從而可以使得反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行；
[0019]S13，按照催化劑與水的重量比為1:0.5?0.6的比例加入/K，生成硫酸氧鈦溶液(所得的溶液除鈦液外，還含有可溶性鹽類(如硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂、硫酸氧釩等)，廢催化劑中含有的不溶性氧化鎢以及水合氧化硅等組成的膠體)，其中，根據(jù)此比例加入水，從而可以使得生成的硫酸氧鈦溶液更純。
[0020]步驟SI采用上述步驟，從而可以提高所提取的Ti02、評(píng)03和V 205的回收率和純度，尤其是將催化劑粉碎成180?200目，按照催化劑與濃硫酸的重量比為1:1.6的比例加入85%?88%的濃硫酸并加熱至160?180°C，按照催化劑與水的重量比為1:0.6的比例加入水時(shí)，所得Ti02、胃03和V 205的回收率更高，同時(shí)T1 2的純度也更高。
[0021]優(yōu)選的，步驟S2所述的過(guò)濾硫酸氧鈦溶液，濾液加熱濃縮后水解，得水解產(chǎn)物具體包括以下步驟:
[0022]S21，將硫酸氧鈦溶液注入板框壓濾機(jī)中過(guò)濾，濾液加熱至70?100°C并濃縮至150?200g/L ;從而可以有效的將沉淀和濾液分離；
[0023]S22，按照濃縮后的濾液與水的重量比為1:0.8?I的比例加入水進(jìn)行水解，得水解產(chǎn)物，從而可以水解至合適比例，有利于豐富分離產(chǎn)物，提高T12的回收效率。
[0024]更優(yōu)選的，上述的步驟S21中，濾液加熱至90°C并濃縮至200g/L，該濾液的濃度和溫度可以更好的進(jìn)行水解，從而進(jìn)一步提高T12的回收效率。
[0025]優(yōu)選的，步驟S2中，過(guò)濾硫酸氧鈦溶液之前，加入濃度為1%的聚丙烯酰胺，將其中的膠體聚集成大顆粒，從而有利于在過(guò)濾中去除全部雜質(zhì)，提高產(chǎn)物純度。
[0026]前述的從廢煙氣脫硝催化劑中回收金屬氧化物的方法中，步驟S3中所述的將水解產(chǎn)物過(guò)濾，得濾液和偏鈦酸沉淀具體包括:將水解產(chǎn)物冷卻至30?40°C，采用真空葉濾機(jī)過(guò)濾，得濾液和偏鈦酸沉淀，利用上述條件，從而可以分離得更完全，進(jìn)一步提高1102的回收效率。
[0027]優(yōu)選的，將水解產(chǎn)物冷卻至40°C，采用真空葉濾機(jī)過(guò)濾，得濾液和偏鈦酸沉淀，從而可以獲得高質(zhì)量的水解產(chǎn)物(水解產(chǎn)物的粒度更好)，從而進(jìn)一步提高T12的回收效率。
[0028]本發(fā)明的步驟S4具體包括:
[0029]S41，將偏鈦酸沉淀經(jīng)過(guò)I?2次水洗；
[0030]S42，在水洗后的偏鈦酸沉淀中加入鉀鹽或磷酸鹽進(jìn)行鹽處理；
[0031]S43，鹽處理后，干燥，鍛燒，即得成品Ti02。
[0032]步驟S4采用以上步驟，洗去雜質(zhì)，同時(shí)加入調(diào)節(jié)劑控制粒度生長(zhǎng)，從而可以更高效的獲得更純的Ti02。
[0033]本發(fā)明中，步驟S5還包括:將沉降處理后所得的下層固態(tài)物質(zhì)栗入步驟S2所述的濾液中繼續(xù)進(jìn)行水解處理，從而使得整個(gè)回收處理過(guò)程中無(wú)任何廢物排出，不僅提高了原料的利用率，而且進(jìn)一步提高了 T1jP V2O5的回收效率。
[0034]前述的步