[发明专利]一种废钒催化剂回收利用的方法

说明书

技术领域

一种废钒催化剂回收利用的方法，涉及到环保技术领域和催化剂制备领域。

背景技术

硫酸工业生产装置会产生大量的废钒催化剂，是非常难以处理的危废。废钒催化剂主要组成为五氧化二钒（5％-8％）、硫酸钾（20％～ 25％）、二氧化硅（70％-75％），如果能将这些成分回收或者回收利用，不仅可以缓解废催化剂造成的污染，还能取得良好的经济效益。

硅酸钠俗称泡花碱、水玻璃，液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。它是一种矿黏合剂广泛应用于普通铸造、精密铸造、造纸、陶瓷、粘土、选矿、高岭土、洗涤等众多领域。

目前，废钒催化剂的回收利用方法主要是通过碱溶浸取法和酸溶浸取法分别分离出钒钾硅，其操作过程需要反复进行酸碱溶解、过滤、萃取等工序，不仅产生大量废酸废碱，还需要大量使用有机萃取剂。如于少明等公开的专利CN102491419A“一种废钒催化剂综合回收利用的方法”，将废钒催化剂通过还原酸浸，将钒、钾转移至液相中，含SiO₂沉淀通过碱溶制备回收液体硅酸钠，液相中的钒、钾加入碱液实现钒与钾的分离，再通过沉淀、蒸发、结晶分别制备V₂O₅和K₂SO₄。郝喜才等公开了专利CN 103789550A“废钒催化剂中钒钾硅的回收方法”，先对废钒催化剂进行水浸、还原酸浸，硅存在于浸渣中，与浸出液中的钒和钾分离。浸出液的萃余相经蒸发结晶制取硫酸钾回收钾，萃取相经反萃取、沉钒和焙烧等工序制备五氧化二钒回收钒。这些废钒催化剂的回收利用方法的工艺步骤都很复杂，而且废钒催化剂中的钒钾硅不能完全回收利用，处理过程会产生二次污染。

发明内容

本发明的目的是为了解决废钒催化剂难以处理回收的问题，提出一种废钒催化剂回收利用的方法，使用酸溶液将钒、钾与硅分离，然后将钒、钾调整pH值后用于制备钒催化剂，分离出的硅副产硅酸钠溶液，具有工艺过程简单，绿色环保，经济价值高的特点。

本发明的技术方案：一种废钒催化剂回收利用的方法，包含以下流程：（1）将废钒催化剂碾磨至粒径小于400μm，加入硝酸溶液使废钒催化剂充分溶解，过滤后分别得到滤液和滤渣；（2）滤液用KOH溶液调节pH值，加入硅藻土后搅拌混合均匀，再用挤条机成型，经过干燥、煅烧后得到钒催化剂；（3）滤渣加入到NaOH溶液中，经过一段时间反应后过滤，得到的滤液便是硅酸钠溶液。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流程（1），还包括硝酸溶液的浓度为5-50wt％，进一步优化为10-40 wt％，废钒催化剂与硝酸溶液质量比为1:1-1:5，进一步优化为1:2-1:4。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流程（2），还包括KOH溶液浓度为10-30wt％，pH值为1-4，进一步优化为2-3。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流程（2），还包括硅藻土加入量与滤液质量比为10:3-10:6，混合时间为20-60min，进一步优化为30-50min。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流程（2），还包括干燥温度为120-180oC，干燥时间为6-10h。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流程（3），还包括NaOH溶液的浓度为5-30wt％，滤渣与NaOH溶液质量比为1:1-1:5，进一步优化为1:1-1:3。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述流程（3），还包括反应温度为50-100 oC，反应时间为1-5h，进一步优化为1-3h。

有益效果

①本发明利用废钒催化剂中的钒钾制备钒催化剂，分离出硅制备硅酸钠溶液，将废钒催化剂完全利用；

②本发明不产生废酸废碱，具有工艺简单，绿色环保、经济价值高的优点。

附图说明

图1为本发明实施例废钒催化剂回收利用流程示意图。

具体实施方式

以下实施例中钒催化剂活性测定条件：直径为40mm的不锈钢反应管，催化剂填充量为30ml，SO₂浓度为10%，空速3600h^-1，反应温度为485 ^oC，测定初始活性；升温至700 ^oC耐热5h后，降温至485 ^oC测定耐热后活性。工艺流程见图1。

实施例一