[发明专利]一种从废弃SCR脱硝催化剂中回收钒、钨和钛元素的方法

说明书

本发明属于有色金属回收领域，具体涉及一种从废弃SCR脱硝催化剂中回收钒、钨和钛元素的方法。本发明所述钒、钨和钛元素回收方法包括原料预处理、钒分离回收、钨分离回收和钛回收步骤，通过该回收工艺，可以从废弃SCR脱硝催化剂中回收得到V₂O₅、Na₂WO₄和富钛渣几种高价值的回收产物。回收工艺具有成本低、元素回收率高、回收产物品质优异和易于实现工业化应用等优势，在废弃SCR脱硝催化剂回收领域具有极高的应用价值。

技术领域

本发明属于有色金属回收领域，具体涉及一种从废弃SCR脱硝催化剂中回收钒、钨和钛元素的方法。

背景技术

在国家大力治理环境污染的背景下，工业污染物排放的相关标准及法规覆盖范围越来越广泛，要求也更加严格。近年来，SCR脱硝催化剂的应用使得国内火电行业烟气中NOx的排放得到了有效控制。然而，随着更多行业相继推出NOx排放标准，使得SCR脱硝催化剂的使用量逐年增长，随之产生的大量废弃SCR脱硝催化剂也带来了新的环境威胁。

SCR脱硝催化剂主要由活性成分V₂O₅、活性助剂WO₃/MoO₃和载体TiO₂组成。其中V₂O₅是B级无机剧毒性物质，对人体呼吸系统和皮肤均有毒害作用，WO₃和MoO₃属于重金属氧化物，长期接触对眼睛和皮肤均会造成一定的损害。此外，工业烟气中的Pb、Hg和As等剧毒性元素也会在SCR脱硝催化剂中大量累积。据统计，到2021年，仅火电厂每年产生的废弃SCR脱硝催化剂就将达到11万m³，而随着其他行业陆续开始大量使用SCR脱硝催化剂，届时废弃SCR脱硝催化剂的产量会不断增长。而自然堆置和包裹后填埋等常规处置方案无法从根本上解决废弃SCR脱硝催化剂带来的潜在危害，不仅会占用大量土地资源，给企业带来额外的经济负担，还会通过污染土壤和地下水等方式逐渐危害人类健康。

国内对于废弃SCR脱硝催化剂的处置研究多为对废弃催化剂中钒、钨、钼和钛几种成分进行回收，期望在消除废弃SCR脱硝催化剂污染问题的同时，实现珍贵金属资源的循环利用。中国专利申请201610021878.2公开了一种废弃SCR脱硝催化剂的回收利用方法，废弃催化剂与强碱NaOH或KOH发生取代反应可分离钒、钨和钛元素，得到固体钛渣和含钒、钨溶液，向溶液中加入NH₄HCO₃分离钒元素可回收得到NH₄VO₃沉淀，而采用结晶法能够以Na₂WO₄形式回收钨元素。中国专利申请201010254247.8公开了一种从废烟气脱硝催化剂中回收金属氧化物的方法，将预处理后的废弃催化剂与Na₂CO₃混合焙烧，焙烧后用热水溶解得到含钒、钨溶液和钛酸的钠盐沉淀，依次向溶液中加入NH₄Cl和CaCl₂，得到NH₄VO₃沉淀和CaWO₄沉淀，焙烧NH₄VO₃可回收得到V₂O₅，而CaWO₄和钛酸的钠盐通过酸洗、水洗和焙烧后可分别回收得到WO₃和TiO₂。

目前已提出的回收工艺大多存在回收率低、产品品质差、成本过高和技术难以实现工业化等缺点，还没有形成完整成熟的回收技术和相关规模。故而，开发一种高效、低成本的废弃SCR脱硝催化剂回收技术，对于环境保护、资源循环利用和推动行业技术进步等方面均具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从废弃SCR脱硝催化剂中回收钒、钨和钛元素的方法。本发明针对废弃SCR脱硝催化剂中各组分的存在形式和化学特性，通过特定的回收工艺实现了钒、钨和钛元素的高效回收。