[发明专利]一种废SCR脱硝催化剂重构再生的方法

说明书

本发明公开了废SCR脱硝催化剂重构再生的方法，包括：将废SCR脱硝催化剂粉末与硫酸混合，并进行硫酸化焙烧，获得焙烧渣；将焙烧渣与水混合，并加入水解抑制剂，进行溶出反应，得到溶出渣和粗钛液；将硫化剂加入至粗钛液进行硫化沉淀反应，得到硫化沉淀渣和硫化沉淀后液；将结晶引发剂加入至硫化沉淀后液，在40～80℃下进行第一阶段的选择性水解，得到锐钛矿型二氧化钛浆液；将氧化剂加入至锐钛矿型二氧化钛浆液破坏水解抑制剂，在80～100℃下进行第二阶段的共沉淀水解，使钨、钒、钛共同水解并在锐钛矿型二氧化钛表面形成共沉淀包覆，得到重构再生的钨钒钛复合粉，该复合粉可用于新SCR脱硝催化剂的制备。

技术领域

本发明涉及二次资源利用技术领域，具体涉及一种废SCR脱硝催化剂重构再生的方法。

背景技术

氮氧化物(NOx)是大气环境的主要污染物之一。氮氧化物不仅会形成酸雨，还能导致化学烟雾，危害人类健康。燃煤发电在我国能源结构中占有重要的地位。据预测，燃煤发电在能源消费中的比例将不断下降，但2050年我国煤炭、石油、天然气等化石类能源消费占比仍在50％左右。含碳类燃料在燃烧过程中不可避免地产生氮氧化物。2012年国家实施《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)。到2014年底，全国90％以上火电厂安装了钒钛系的SCR脱硝装置。随着生态文明建设的深入，水泥厂、燃油机、燃气锅炉、生物质锅炉等涉及高温燃烧的行业采用脱硝技术实现清洁生产是大势所趋。

SCR脱硝催化剂中最成熟、最广泛应用的是钒钛系催化剂。由于V₂O₅具有生物毒性，钒钛系废SCR催化剂属于危险固废，另一方面，钨、钒、钛属于价值较高的稀有金属元素，其再生利用或资源化利用近来成为研究热点。

在现有的部分废催化剂再生利用中，企业通过吹灰、高压水冲洗、超声水洗、酸洗等物理或化学手段将催化剂中灰分和杂质脱除，进一步负载活性物质获得再生催化剂。这种方法仅适用于处理几何结构未被破坏的失活催化剂。再生后催化剂比表面积下降且易出现内裂，且有害元素不能彻底脱除，导致催化性能衰减和机械强度下降。另外，少数企业经过简单脱尘后，将废催化剂磨粉并按一定比例与新的钨钒钛复合粉混合制取脱硝催化剂。该方法有害元素极易累积导致脱硝性能逐渐劣化，不值得提倡。

在资源化利用方面，由于脱硝催化剂在高温下制备和服役，结构较为稳定，常规冶炼条件难以实现废催化剂的高效分解。多数工艺将火法冶炼与湿法冶炼相结合，并利用酸性和碱性溶液分别提取有价元素。由于钨、钼、钒等元素化学性质相似，还要采用萃取或离子交换的方法解决其深度分离问题。这些技术虽然可以制取钨、钼、钒和钛的单一产品，但存在流程长、成本高、容易产生二次污染等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种废SCR脱硝催化剂重构再生的方法，旨在解决现有废SCR脱硝催化剂难以高效再生利用的问题。

为实现上述目的，本发明提出的废SCR脱硝催化剂重构再生的方法，包括以下步骤：

(1)将废SCR脱硝催化剂粉末与硫酸混合，并在一定温度下进行硫酸化焙烧，获得焙烧渣；

(2)将步骤(1)所得的焙烧渣与水混合，并按一定比例加入水解抑制剂，在一定温度下进行溶出反应，经固液分离得到溶出渣和粗钛液；

(3)按一定比例将硫化剂加入至步骤(2)所得的粗钛液进行硫化沉淀反应，经固液分离后得到硫化沉淀渣和硫化沉淀后液；

(4)按一定比例将结晶引发剂加入至步骤(3)所得的硫化沉淀后液，在40～80℃下进行第一阶段的选择性水解，使钛优先水解生成锐钛矿型二氧化钛，得到锐钛矿型二氧化钛浆液；

(5)按一定比例将氧化剂加入至步骤(4)所得的锐钛矿型二氧化钛浆液，氧化破坏浆液中的水解抑制剂，在80～100℃下进行第二阶段的共沉淀水解，使钨、钒、钛共同水解并在锐钛矿型二氧化钛表面形成共沉淀包覆，经固液分离水洗便可得到重构再生的钨钒钛复合粉，该复合粉可用于新SCR脱硝催化剂的制备。