[发明专利]一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法

说明书

一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法，将废弃催化剂超声水洗，以除去其表面积灰，再干燥后粉粹、研磨至粒径不小于200目的粉末；将催化剂粉末加入氢氧化钠溶液中，同时加入分散剂，得到反应液，将反应液在90～100℃下反应2～3小时后，进行固液分离并水洗；将洗涤后的沉淀加入到盐酸溶液中于常温下搅拌反应；然后再进行固液分离，水洗、干燥，得到二氧化钛。本发明添加了一种分散剂，可防止催化剂粉末团聚，最大程度增加了催化剂颗粒与碱溶液的接触面积，有助于其与碱液充分接触，显著提高了钛浸出率和产物纯度。本发明的二氧化钛回收方法具有工艺简单，回收率高，产物纯度高等特点，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明属于电力环保领域，涉及一种废弃脱硝催化剂资源化利用的方法，具体涉及一种从废弃SCR催化剂中回收二氧化钛的方法。

背景技术

目前，选择性催化还原法是燃煤电厂烟气脱硝的主流技术。该法通常借助一种蜂窝状V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂型SCR催化剂在高温下催化喷入的NH₃与烟气中的NO_x发生还原反应生成无毒无害的N₂与H₂O，从而实现烟气脱硝。由于SCR催化剂化学寿命(设计值)在24000小时左右，实际工况运行3～5年后催化剂就会失活，虽然部分失活催化剂可再生后重新使用一次，但终将成为废弃催化剂。随着全国燃煤电厂脱硝改造工程的完成，预计每年将产生20-30万吨废弃SCR催化剂。根据国家相关规定(HJ562-2010)，对废弃SCR催化剂的处理方式是压碎后填埋。由于SCR催化剂中含有大量TiO₂(80％左右)，而TiO₂在涂料、工业催化、日用化学品等领域具有广泛应用，对废弃催化剂进行直接填埋处理会造成大量资源浪费，如对催化剂中的TiO₂进行回收利用，将产生巨大的市场经济价值。

目前，回收废弃SCR催化剂中TiO₂的方法主要有湿法和干湿结合法两种。湿法是指利用强酸或强碱或其他溶剂对废弃SCR催化剂中的主要金属组分进行溶解、固液分离、干燥，最后得到纯度较高的TiO₂。例如专利CN103130265 B公开了一种利用湿法回收废旧SCR催化剂中TiO₂的方法：用浓H₂SO₄溶解废弃SCR催化剂中的TiO₂生成硫酸氧钛溶液，然后压滤，浓缩、水解滤液，得到偏钒酸沉淀，最后高温煅烧偏钒酸即可得到TiO₂。专利CN106119544 B、CN 107055599 A和CN 106745230 A则公开了利用NaOH溶解SCR催化剂中非钛组分，再固液分离回收载体TiO₂的方法。干湿结合法是首先将废弃催化剂粉末与碱性物质(氢氧化钠和碳酸钠等)混合后高温煅烧，催化剂中的主要组分(V、W、Ti、Si)与钠碱在高温下反应生成相应的钠盐，利用(偏)钛酸钠不溶于或微溶于水而其他钠盐溶于水的特性，实现钛与其他组分的分离，再酸化钛酸钠后煅烧得到TiO₂。专利CN 107628642 A、CN107512734 A和文献(中国电力，2016，49(6)：151-180)都公开了利用干湿结合法回收废弃SCR催化剂中TiO₂的方法。由于干湿结合法存在高温煅烧工艺，具有能耗大、设备易腐蚀等缺点；湿法中酸溶解工艺复杂，而且从理论上讲，酸对催化剂中的V组分也有较强的溶解作用，这就决定了所得TiO₂纯度不高。因此，干湿结合法及湿法(酸溶解)工业应用价值较低，相比而言，湿法中碱溶解工艺相对简单，具有一定的工业应用前景。遗憾的是碱溶解工艺中，影响钛浸出率的因素较多，如催化剂粉末粒径、碱浓度、浸出温度、浸出时间、固液比、搅拌速度、以及外场(超声)作用等。因此克服碱溶工艺存在的缺点，开发合适的湿法回收工艺对废弃SCR催化剂的资源化利用具有重要的意义。

发明内容