公布日：2022.02.25
申请日：2022.01.18
分类号：C22B7/00(2006.01)I;C22B34/12(2006.01)I;C22B34/22(2006.01)I;C22B34/36(2006.01)I
摘要
本发明的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法属于固体废物处理技术领域，本发明去除废SCR脱硝催化剂中杂质后破碎并用氢氟酸溶解，在超声的条件下深度去除杂质，同时保留大部分V和W。再利用氢氧化钠将Ti、V、W转换成Na2TiO3、Na2WO4、NaVO3，同时利用机械活化强化V和W的浸出反应，固态Na2TiO3与液态Na2WO4和NaVO3分离后，利用硫酸与Na2TiO3的化学反应合成TiOSO4，经过煅烧生成TiO2，完成TiO2的颗粒孔结构重构。利用分子识别材料对V和W的特异性捕捉能力，对液态Na2WO4和NaVO3进行分离提纯，完成高纯度V和W的回收。整体工艺杂质去除率高，V和W浸出效率高，降低了浸出反应能耗物耗并减少了浸出废水，最终TiO2载体孔道结构得到恢复，活性提升，可安全回用至新催化剂制备中。
权利要求书
1.一种废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将废SCR脱硝催化剂原料冲洗以去除杂质，然后烘干、研磨、过筛，收集粉料进入后续处理；S2、将S1中得到的粉料与酸洗水混合，得到混合浆液；S3、将S2中得到的混合浆液超声处理，强化去除粉料中的杂质，得到净化浆液，再经过滤、洗涤，收集Ti~W~V滤饼；S4、将S3中得到的Ti~W~V滤饼与碱浸溶液混合，得到碱浸浆液；S5、将S4中得到的碱浸浆液进行机械活化，边活化边反应，将Ti留在固相，经过滤、洗涤，收集Ti滤饼，同时W和V进入液相，收集W~V滤液；S6、将S5中得到的Ti滤饼与硫酸溶液混合，Ti经过酸洗水解反应后，过滤洗涤，再经过干燥、煅烧，完成TiO2重构，形成TiO2产品；将S5中得到的W~V滤液进行分离提纯，使用V分子识别材料捕捉W~V滤液中的V，使用W分子识别材料捕捉剩余溶液中的W，富集了V或W的分子识别材料分别经过洗涤、解析，收集解析液分别为纯V溶液和纯W溶液。
2.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于，S2中的酸洗水为3%~4%的氢氟酸水溶液，并且粉料与酸洗水的固液体积比为1:（4~8）。
3.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S4中的碱浸溶液为30%~40%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠的加入量为理论需要量的1.1~2倍。
4.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S6中洗涤V分子识别材料的溶液为20%的硫酸溶液，V解析液为0.5~2.5mol/L的氯化铵溶液。
5.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S6中洗涤W分子识别材料的溶液为20%的双氧水溶液，W解析液为2~6mol/L的氯化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S6中在使用V分子识别材料捕捉W~V滤液中的V之前，先采用NaClO3和NaHSO3调节体系将W~V滤液的电位调至955~1065mV。
7.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S6中在使用W分子识别材料捕捉剩余溶液中的W之前，先采用NaClO3和NaHSO3调节体系将剩余溶液的电位调至255~465mV。
8.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S3中超声处理强度为200W，温度80~120℃，搅拌3-5h。
9.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S5中机械活化使用行星式球磨机，磨球直径2~15mm，粉料与磨球质量比1:（20~100），球磨转速200~500rpm，球磨时间3-4h。
10.根据权利要求1所述的废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，其特征在于：S6中硫酸溶液的浓度为10%~15%，酸洗水解反应条件为常温下搅拌1~2h，过滤洗涤使用去离子水反复3-4次，煅烧温度600℃，煅烧时间2h。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，以解决现有废SCR脱硝催化剂处置整体流程杂质去除不彻底、TiO2劣化孔道未恢复以及V和W浸出率和回收纯度低等技术问题，同时实现高品质TiO2载体以及高纯度V和W回收。
为此，本发明提供一种废SCR脱硝催化剂重构二氧化钛同时回收钒、钨的方法，包括以下步骤：
S1、将废SCR脱硝催化剂原料冲洗以去除杂质，然后烘干、研磨、过筛，收集粉料进入后续处理；
S2、将S1中得到的粉料与酸洗水混合，得到混合浆液；
S3、将S2中得到的混合浆液超声处理，强化去除粉料中的杂质，得到净化浆液，再经过滤、洗涤，收集Ti~W~V滤饼；
S4、将S3中得到的Ti~W~V滤饼与碱浸溶液混合，得到碱浸浆液；
S5、将S4中得到的碱浸浆液进行机械活化，边活化边反应，将Ti留在固相，经过滤、洗涤，收集Ti滤饼，同时W和V进入液相，收集W~V滤液；
S6、将S5中得到的Ti滤饼与硫酸溶液混合，Ti经过酸洗水解反应后，过滤洗涤，再经过干燥、煅烧，完成TiO2重构，形成TiO2产品；将S5中得到的W~V滤液进行分离提纯，使用V分子识别材料捕捉W~V滤液中的V，使用W分子识别材料捕捉剩余溶液中的W，富集了V或W的分子识别材料分别经过洗涤、解析，收集解析液分别为纯V溶液和纯W溶液。
优选地，S2中的酸洗水为3%~4%的氢氟酸水溶液，并且粉料与酸洗水的固液体积比为1:（4~8）。
优选地，S4中的碱浸溶液为30%~40%的氢氧化钠水溶液，氢氧化钠的加入量为理论需要量的1.1~2倍。
优选地，S6中洗涤V分子识别材料的溶液为20%的硫酸溶液，V解析液为0.5~2.5mol/L的氯化铵溶液。
优选地，S6中洗涤W分子识别材料的溶液为20%的双氧水溶液，W解析液为2~6mol/L的氯化钠溶液。
优选地，S6中在使用V分子识别材料捕捉W~V滤液中的V之前，先采用NaClO3和NaHSO3调节体系将W~V滤液的电位调至955~1065mV。
优选地，S6中在使用W分子识别材料捕捉剩余溶液中的W之前，先采用NaClO3和NaHSO3调节体系将剩余溶液的电位调至255~465mV。
优选地，S3中超声处理强度为200W，温度80~120℃，搅拌3-5h。
优选地，S5中机械活化使用行星式球磨机，磨球直径2~15mm，粉料与磨球质量比1:（20~100），球磨转速200~500rpm，球磨时间3-4h。
优选地，S6中硫酸溶液的浓度为10%~15%，酸洗水解反应条件为常温下搅拌1~2h，过滤洗涤使用去离子水反复3-4次，煅烧温度600℃，煅烧时间2h。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
本发明针对废SCR脱硝催化剂中杂质含量多且部分杂质难以去除、TiO2载体孔道劣化、V和W浸出效率低以及V和W性质相似难以分离等特点，对废SCR脱硝催化剂进行高压水冲洗以去除灰尘等杂质，破碎成小颗粒后利用氢氟酸溶解在超声的条件下强化去除硅、钠、钾、钙等杂质，完成废SCR脱硝催化剂杂质深度去除，同时保留大部分V和W，避免有价资源流失浪费，为后续反应提供有利条件；再利用氢氧化钠将Ti、V、W转换成Na2TiO3、Na2WO4、NaVO3，同时利用机械活化强化V和W的浸出反应，降低了浸出反应对高温和高浓度碱的需求，固态Na2TiO3与液态Na2WO4和NaVO3分离后，利用硫酸与Na2TiO3的化学反应合成TiOSO4，经过煅烧生成TiO2，完成TiO2的颗粒孔结构重构；利用分子识别材料对V和W的特异性捕捉能力，对液态Na2WO4和NaVO3进行分离提纯，完成高纯度V和W的回收。整体工艺杂质去除率高，V和W浸出效率高，降低了浸出反应能耗物耗并减少了浸出废水，最终TiO2载体孔道结构得到恢复，活性提升，可安全回用至新催化剂制备中，同时回收的高纯V和W具有商业价值，该方法对提升燃煤电厂环保技术水平，推动循环经济具有重大的意义。
（发明人：李雅轩;路光杰;侯波;郑鹏;陈鸥;何发泉;毕冬雪）