[发明专利]从烟气脱硝催化剂中提取分离金属氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃物再利用的方法，特别涉及一种从烟气脱硝催化剂中提取分离金属氧化物的方法。

背景技术

氮氧化物是当今最主要的大气污染物之一，它能够引发酸雨等一系列的环境问题。随着经济发展，氮氧化物的排放量越加庞大，严格控制氮氧化物排放量变的越来越迫切。2012年，我国NO_X排放量达2337.8万吨，是世界第一大NOX排放国，同时也成为我国“十二五”规划排放控制重点。在其控制技术中，以氨为还原剂的选择性催化还原技术(SCR)由于成熟可靠而占据大量的市场，其中，以V₂O₅-WO₃/TiO₂型催化剂为应用最广泛的SCR烟气脱硝催化剂。

我国即将迎来一个脱硝的高峰期，而作为控制NO_X排放核心的催化剂的制造成本也将成为社会发展的需求。目前工业上一般将SCR脱硝系统置于省煤器与空气预热器之间。但这种工艺仍存在许多相应问题，包括：砷、碱金属(主要是K、Na)等引起的催化剂中毒；催化剂的堵塞；高温引起的催化剂烧结、活性组分挥发；机械磨损等。由于上述问题，目前工业应用的SCR催化剂的使用寿命只有3～4年，逾期需要及时更换。据预测，2015年以后我国SCR脱硝催化剂的年废弃量将高达12-15万立方米。催化剂的废弃直接影响SCR系统的运行成本，且其中的金属成分钒钨钛会二次污染环境。因此，废弃SCR烟气脱硝催化剂的再利用有重大研究意义。

发明内容

本发明提供一种从烟气脱硝催化剂中提取分离金属氧化物的方法，该方法操作简单，适用于工业生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种从烟气脱硝催化剂中提取分离金属氧化物的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：对废弃脱硝催化剂进行压缩空气吹扫，然后空气鼓泡水洗，再将其置于110～120℃的温度下干燥；干燥后的废弃脱硝催化剂进行物理破碎，取破碎后粒度≤100目的催化剂粉末在450～650℃温度下高温焙烧；

步骤2：将步骤1得到的反应物加入稀硫酸进行浸取，稀硫酸的温度在50～60℃范围内，稀硫酸的体积为反应物的3～5倍；所述稀硫酸的质量浓度为5～15％；

步骤3：浸取结束后，固液分离，在固体中加入浓硫酸后搅拌，浓硫酸与废弃脱硝催化剂的质量比为2～2.5；浓硫酸质量浓度为85％～90％；将浓硫酸与废弃脱硝催化剂的混合物置于油浴锅中在130～160℃温度下边搅拌边反应，反应时间为15～45min；

主要反应方程式如下：

TiO₂+H₂SO₄(浓)→TiOSO₄+H₂O

2V₂O₅+4H₂SO₄(浓)→4VOSO₄+4H₂O+O₂↑

废弃脱硝催化剂中的TiO₂与浓H₂SO₄也可反应生成，但水解会生成TiOSO₄，两个反应的反应方程式如下：

TiO₂+2H₂SO₄(浓)→Ti(SO₄)₂+2H₂O

Ti(SO₄)₂+H₂O→TiOSO₄+H₂SO₄，

步骤4：将步骤3得到的反应物在130～160℃温度下静置熟化50～120min；待熟化物自然冷却至50～60℃后过滤，收集滤液；取滤液体积30％～50％的去离子水，加热到90～100℃，然后将滤液均匀加入，边加入边搅拌，待滤液加入完毕，加热混合液体至沸腾，发生水解；水解反应方程如下：

Ti(SO₄)₂+H₂O→TiOSO₄+H₂SO₄