[发明专利]一种废脱硝催化剂的回收方法及其装置

说明书

本发明涉及一种废脱硝催化剂的回收方法及其装置，所述的回收方法包括以下步骤：1)对废脱硝催化剂清灰、预处理；2)对预处理后的废催化剂采取物理分离工艺处理；3)对分离后的低硅料进行碱性浸出处理；4)碱浸后滤饼经水洗、干燥和煅烧后得到钛白粉；5)对滤液中钨、钒分别进行分离提纯，分别得到钨酸和钒酸盐。本发明采用物理分离工艺，在碱浸前将催化剂分离为低硅料和高硅料，克服传统催化剂回收工艺中硅、铝、钙等杂质所带来的技术难题，既减少水耗和碱耗，同时减少后续分离、提纯工艺所需的药剂用量。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物资源化利用技术领域，尤其涉及一种废脱硝催化剂回收的方法及其装置。

背景技术

氮氧化物(NO_x)是导致雾霾和光化学的主要污染物之一，危害人类健康。随着国家对生态文明建设的重视，政府越来越重视工业源NO_x污染源治理，超净排放已成趋势，要求工业烟气NO_x排放浓度小于50mg/Nm³。选择性催化还原法是目前工业烟气NO_x控制的主流技术，利用氨或其他还原剂，在催化剂的作用下将氮氧化物还原为氮气和水。其中，催化剂是系统运行的技术核心及消耗品。催化剂一般以二氧化钛为载体，以三氧化钨为催化助剂，以五氧化二钒为活性组分。催化剂的寿命一般为3-4年，随后催化剂活性因中毒、活性组分流失、堵塞或机械强度下降等原因不能满足脱硝效率要求，成为废弃催化剂。由于废弃催化剂含有较高重金属元素，已被列为危险固体废弃物(HW49)，针对废脱硝催化剂的回收处理方法十分重要，如处置不当，将造成环境污染和资源浪费。

目前，公开的废脱硝催化剂湿法碱浸回收方法的主要工艺步骤包括：清洗、粉碎、碱浸、分离提纯，等等。

例如，中国专利申请CN110578058A公开了回收燃煤烟气脱硝废弃催化剂中钛、钨、钒和硅的方法，包含对废脱硝催化剂清灰后破碎至颗粒小于200目，利用30～40wt.％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液浸渍，利用盐酸或硫酸调节浸出液pH，将二氧化硅杂质以硅酸形式去除，然后再逐步分离钨和钒，实现对废脱硝催化剂的资源化利用。

中国专利申请CN109536722A公开了一种废脱硝催化剂回收及循环生产的方法，包含对废气脱硝催化剂清灰预处理，破碎成块状制品，磨制成粉体，采用氢氧化钠超声波强化碱浸，液固分离，添加盐酸除硅、铝等，离子交换，解吸，蒸发结晶，循环生产新的催化剂。

中国专利CN 107419104 B公开了一种废脱硝催化剂的综合回收方法，包含破碎、研磨、碱浸、酸沉和萃取等步骤，该方法为了提升产品纯度，减少硅、铝等杂质的影响，采取了萃取/反萃取工艺。

由此可见，在生产脱硝催化剂时，为了提高产品机械强度，往往在原料中加入一定量的玻璃纤维，玻璃纤维的主要化学成分二氧化硅、氧化铝和氧化钙往往占到催化剂的3～10wt.％，几乎与目标提取化学成分五氧化二钒和三氧化钨的含量相当，甚至更高。这使得碱浸后的除杂、分离和提纯工艺变得复杂，且经济性较差，难以符合国家倡导的绿色发展理念。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的废脱硝催化剂回收技术中存在的碱浸后的除杂、分离和提纯工艺复杂的问题，提供一种废脱硝催化剂回收的方法，利用物理分离工艺实现碱浸前对催化剂中影响钒、钨提纯主要杂质硅、铝和钙的预分离，实现碱浸后除杂、分离和提纯的简单化。

当利用碱液将钒和钨从废脱硝催化剂中浸出时，某些诸如硅、铝、钙等非回收目标的杂质也会转入到溶液中，为了获得纯净的含钒、钨回收目标物质的溶液，就必须先将这些杂质净化。目前，硅、铝杂质净化一般采用化学沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法等方法，如果溶液中杂质含量高，则除杂步骤往往需要耗费大量的沉淀试剂、萃取剂或离子交换树脂等。

本发明还保护一种废脱硝催化剂的回收装置，利用其对废脱硝催化剂进行回收，流程相对传统回收装置缩短，生产效率高。