基于碱溶法以废脱硝催化剂生产钛白粉的方法与流程

2021-01-31 05:01:57|

343|

起点商标网

本发明实施例涉及脱硝催化剂回收领域，特别涉及一种基于碱溶法以废脱硝催化剂生产钛白粉的方法。

背景技术：

选择性催化还原(scr)脱硝技术是相关技术中一种高效稳定的烟气脱硝技术，其中，scr催化剂是一种高效低廉的去除烟气中氮氧化物的关键物料，广泛应用于火电厂燃煤烟气脱硝工艺，且由于烟气冲刷磨蚀及各种杂质不断在催化剂中积累，致使催化剂寿命只有大约3～4年。

scr催化剂的主要成分是钛白粉(约含tio275～85％)、氧化钨(约含wo34～8％)和五氧化二钒(约含v2o50.3～1.0％)等贵重金属化合物，大量退役的催化剂属于危险废物(hw50)，不仅会造成环境污染，而且也会造成资源浪费。

因而利用废脱硝催化剂进行贵重金属回收，可以变废为宝，减少环境污染，有效实现危险废物的资源化、减量化，具有较好的经济效益和社会效益。目前，国内也有相关专利利用废脱硝催化剂进行贵重金属回收。

中国专利cn105481007a公开了一种废弃scr脱硝催化剂的回收利用方法：提出将废弃scr脱硝催化剂依次进行预处理、化学物理清洗，加入的水与催化剂质量比为1:5，清洗后scr脱硝催化剂粒度为45～55μm，然后将废弃scr脱硝催化剂与碱以5:1的比例混合，在130～160℃，0.6～0.8mpa条件下进行取代反应，反应完毕后进行第一次压滤，得到第一产物和第一滤液，第一产物包括ti02。第一滤液继续处理，得到第二滤液和第二产物及第三产物，第二产物包括nh4v03，第三产物包括na2w04，scr脱硝催化剂包括催化剂钛白粉，其中ti02含量为80％～90％，w03含量为4％～6％，v205含量为0.4％～1.5％，第一产物中ti02含量为78％～82％，第三产物中na2w04的含量为28％～32％；然而，中国专利cn105481007a提出废催化剂与强碱进行取代反应，需要压力为0.6～0.8mpa，要求压力过大对反应釜的要求条件过高，动力消耗太大也会造成运行成本过高，难以实现规模化大型化连续生产，且对后续ti02处理没有进一步说明。

中国专利cn103526031a公开了一种scr废烟气脱硝催化剂的回收方法：提出将废催化剂破碎，在650～700℃高温焙烧得到烧结块，将烧结块破碎至≤200目，得到均匀粉末，粉末放入80～90℃热水中搅拌浸泡，液固重量比5～10:1，然后以固液物质的量比为4:1加入naoh溶液，并按粉末与碳酸钠固体粉末物质的量比为8:1加入助溶剂na2co3，再在75～100℃下恒温加热搅拌，得到的固液混合物进行固液分离，在得到的沉淀加入硫酸钠粉末和水，混匀，再加入浓硫酸加热煮沸，至全部溶解成tioso4，冷却后加硫酸调节ph值>0.5，加水稀释钛液至溶液全部生成白色沉淀ti(oh)4，放置待其完全干燥后，在650～700℃高温煅烧，得到tio2成品；然而，中国专利cn103526031a同样经历两次高温焙烧，而且操作过程过于繁琐，工艺流程过长，将导致生产成本居高不下，不适合钛白粉(tio2)的商业化生产。

中国专利cn108249479b公开了一种利用废弃scr脱硝催化剂提取二氧化钛的方法：提出，将废脱硝催化剂除灰破碎得到粉末颗粒，用化学提取液以对对催化剂粉末颗粒2～10:1的比例，在50～100℃搅拌反应0.5～4小时进行粗提取，再经超声清洗0.5～4小时，得到粗提纯的二氧化钛，粗二氧化钛经研磨破碎、过筛得到为10～50μm的破碎料，对破碎料进行离心分离，得到密度由轻到重的精矿、中矿和尾矿三部分，尾矿主要组分为tio2；然而，中国专利cn108249479b提出通过离心分离成由轻到重三部分，最重的尾矿主要成分为tio2，该方法分离的tio2收得率较低，效率较低，经济型较差，不适合工业化规模生产。

由此可以看出在相关技术中，关于从废脱硝催化剂中回收钛白粉的相关工艺尚未成熟，无法实现较高的回收效益也无法适应规模化的工业化生产。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种基于碱溶法以废脱硝催化剂生产钛白粉的方法，其主要目的是为了解决相关技术中的以下技术问题：技术问题之一是提高废脱硝催化剂的钛白粉的回收率；技术问题之二是降低钛白粉的回收成本。

本发明的基于碱溶法以废脱硝催化剂生产钛白粉的方法，其具体方法步骤如下：

(1)清灰和去杂：使用高压空气枪或水洗方式将废脱硝催化剂进行浮灰清理，同时，也对废脱硝催化剂的孔内杂质进行去除；

(2)破碎：将步骤(1)处理过的废脱硝催化剂破碎至5～20mm，得到片状的废脱硝催化剂；

(3)研磨：将步骤(2)处理后的片状废催化剂与水一起输入球磨机研磨至50～300目，浆料含固量为15～35％；

(4)混合强碱：在步骤(3)处理后的浆料中加入强碱并搅拌均匀，直至强碱完全溶解，其中，强碱与步骤(2)处理后的片状废催化剂的重量比例为1.0～2.0:3.0～4.5；

(5)加热：将步骤(4)中碱混合后的浆料在可加热压力容器反应釜中进行加热，加热温度为110～140℃，压力条件为0.2～0.4mpa，加热时长为1～4小时；

(6)冷却后过滤与洗涤：将步骤(5)加热后的物料进行冷却，并泵入压滤机进行过滤和洗涤，直至滤液ph值小于10.0为止；

(7)干燥：将步骤(6)处理过后的物料用550～850℃的热风进行干燥，得到水分不高于3.5％的干燥后物料；

(8)精磨：将干燥后物料输送进精磨机进行精磨，精磨后物料平均粒径为0.20～10μm，精磨后得到钛白粉成品。

可选的，所述废脱硝催化剂为钛钨钒系废scr烟气脱硝催化剂，其中，tio2含量为75～85％，wo3含量为4～8％，v2o5含量为0.3～1.0％。

可选的，所述步骤(4)中所述强碱为固体naoh和固体koh中的一种。

可选的，所述将步骤(5)碱溶反应后的物料冷却后泵入压滤机进行过滤和洗涤。

可选的，所述步骤(5)中所述碱混合后的浆料在加热时，通过110～140℃的保温温度和0.2～0.4mpa的气压条件下进行碱溶反应。

与相关技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明先通过对废脱硝催化剂进行清洗去杂与破碎，再对破碎后的废催化剂进行研磨，进而与强碱在保温条件下进行碱溶反应，反应后进行冷却，最终通过过滤洗涤与干燥得到待精磨的钛白粉原料；与相关技术相比，强碱反应的气压较低，降低了对反应釜的条件要求，保障本发明可以实现规模化生产，且通过后续处理得到钛白粉产品；此外，本发明无需通过煅烧进行钛白粉生产，通过碱溶反应简化了相关技术中的钛白粉提取过程，从而降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的基于碱溶法以废脱硝催化剂生产钛白粉的方法的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面各个实施例结合图1对本发明作进一步阐述。

实施例1

(1)清灰和去杂：使用高压空气枪或水洗方式将废脱硝催化剂进行浮灰清理，同时，也对废脱硝催化剂的孔内杂质进行去除。

(2)破碎：将步骤(1)处理过的废脱硝催化剂破碎至5～20mm，得到片状的废脱硝催化剂。

(3)研磨：将步骤(2)处理后的片状废催化剂与水一起输入球磨机研磨至50～300目，浆料含固量为15～35％。

(4)混合强碱：在步骤(3)处理后的浆料中加入强碱并搅拌均匀，直至强碱完全溶解，其中，强碱与步骤(2)处理后的片状废催化剂的重量比例为1.0～2.0:3.0～4.5。

(5)加热：将步骤(4)中碱混合后的浆料在可加热压力容器反应釜中进行加热，加热温度为110～140℃，压力条件为0.2～0.4mpa，加热时长为1～4小时。

(6)冷却后过滤与洗涤：将步骤(5)处理后的物料泵入压滤机进行过滤和洗涤，直至滤液ph值小于10.0为止。

(7)干燥：将步骤(6)处理过后的物料用550～850℃的热风进行干燥，得到水分不高于3.5％的干燥后物料。

(8)精磨：将干燥后物料输送进精磨机进行精磨，精磨后物料平均粒径为0.20～10μm，精磨后得到钛白粉成品。

综上所述，本申请实施例中，与相关技术中的钛白粉回收方法相比，本发明先通过对废脱硝催化剂进行清洗去杂与破碎，再对破碎后的废催化剂进行研磨，进而与强碱在保温条件下进行碱溶反应，反应后进行冷却，最终通过过滤洗涤与干燥得到待精磨的钛白粉原料；与相关技术相比，强碱反应的气压较低，降低了对反应釜的条件要求，保障本发明可以实现规模化生产，且通过后续处理得到钛白粉产品；此外，本发明无需通过煅烧进行钛白粉生产，通过碱溶反应简化了相关技术中的钛白粉提取过程，从而降低了生产成本。

实施例2

在上述实施例的基础上，本申请实施例对部分步骤作进一步阐述。

(1)清灰和去杂：使用高压空气枪或水洗方式将废脱硝催化剂进行浮灰清理，同时，也对废脱硝催化剂的孔内杂质进行去除。

其中，本申请实施例中的废脱硝催化剂为钛钨钒系废scr烟气脱硝催化剂，其中，tio2含量为75～85％，wo3含量为4～8％，v2o5含量为0.3～1.0％。

(2)破碎：将步骤(1)处理过的废脱硝催化剂破碎至5～20mm，得到片状的废脱硝催化剂。

(3)研磨：将步骤(2)处理后的片状废催化剂与水一起输入球磨机研磨至50～300目，浆料含固量为15～35％。

其中，步骤(4)中强碱为固体naoh和固体koh中的一种。

(5)加热：将步骤(4)中碱混合后的浆料在可加热压力容器反应釜中进行加热，加热温度为110～140℃，压力条件为0.2～0.4mpa，加热时长为1～4小时。

其中，步骤(5)碱溶反应后的物料冷却后泵入压滤机进行过滤和洗涤；此外，步骤(5)中碱混合后的浆料在加热时，通过110～140℃的保温温度和0.2～0.4mpa的气压条件下进行碱溶反应，加热时长即为保温时长，也为碱溶反应时长。

(6)冷却后过滤与洗涤：将步骤(5)处理后的物料泵入压滤机进行过滤和洗涤，直至滤液ph值小于10.0为止。

(7)干燥：将步骤(6)处理过后的物料用550～850℃的热风进行干燥，得到水分不高于3.5％的干燥后物料。

(8)精磨：将干燥后物料输送进精磨机进行精磨，精磨后物料平均粒径为0.20～10μm，精磨后得到钛白粉成品。