游濤(成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司，四川成都610045)

廢催化劑循環(huán)利用工業(yè)技術(shù)研究

游濤(成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司，四川成都610045)

對廢催化劑循環(huán)利用工業(yè)技術(shù)研究是很多工業(yè)企業(yè)研究的課題，難點主要在于如何循環(huán)利用、工業(yè)技術(shù)是否可行，經(jīng)濟性在哪里等，本文從目前國內(nèi)對廢催化劑循環(huán)利用的集中工業(yè)化技術(shù)進行研究，可能為未來廢催化劑日益曾多的局面提出參考意見。

廢催化劑；循環(huán)利用

2018～2020 年大量脫硝催化劑壽命將集中到期，由于新催化劑市場飽和，價格低迷。使得許多電廠采用對壽命到期催化劑直接更換的模式，據(jù)統(tǒng)計在這三年中除去可再生的催化劑將產(chǎn)生超過20萬m3的廢催化劑，由于催化劑主要成分為TIO2、WO3和V2O5組成，這些礦物金屬資源如果被浪費，將帶來巨大的經(jīng)濟損失。2014年起一些國內(nèi)企業(yè)看到了這一巨大市場，開始依托一些冶金技術(shù)開始對廢催化劑進行循環(huán)利用。

1 國內(nèi)外廢催化劑處置利用概況

目前蜂窩式催化劑占有大量，如果在運行過程中已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破環(huán)，那就徹底失效而無法再生。若能對這些催化劑采取分離提純，則不僅可產(chǎn)生新的利潤增長點，也符合《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》中有關(guān)再利用和資源化產(chǎn)業(yè)模式的要求。將廢催化劑中有價金屬V2O5、WO3、MoO3、TiO2回收，不僅可以減少二次污染，又能避免資源浪費，是脫硝產(chǎn)業(yè)得以良性循環(huán)的重要舉措。

由于各國的經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀不同對于廢催化劑的回收再利用方面也有所不同。日本由于缺乏各種金屬資源，因而早在20世紀(jì)50年代就注意廢催化劑的回收利用。據(jù)統(tǒng)計，1975-1980年日本就回收了有色金屬約3萬噸。美國由于環(huán)保法限定，一些催化劑制造公司往往與固定的廢催化劑回收公司保持協(xié)作關(guān)系。1972年德國就頒布了廢棄物管理法，規(guī)定廢棄物必須作為原材料再循環(huán)使用，德國的迪高沙（Degussa）公司1992年一年就回收了價值6萬馬克的Pt、Rh金屬。

針對國內(nèi)對廢催化劑仍需花費額外費用進行處理的現(xiàn)狀，廢舊催化劑的循環(huán)再利用顯得迫在眉睫。

2 貴金屬WO3提煉

廢催化劑的主要成分為鈦、鎢、釩、硅、鈣等。有回收利用價值的主要為鈦、鎢、釩。廢催化劑提煉技術(shù)是通過濕法冶金方法將主要有價成分分離出來。

2.1 貴金屬WO3提煉主要工序：

（1）經(jīng)過煅燒、磨粉、浸出、過濾、將主要成分鈦以鈦渣的形式分離出來，可作為制作鈦白粉的原料；

（2）濾去鈦渣的濾液通過加液氨，將濾液中釩沉淀，主要化學(xué)反應(yīng)如下：

沉淀下來的釩酸銨NH4VO3可作為釩加工企業(yè)的原材料；

（3）壓濾后得到的溶液，進入沉淀池，加入沉淀劑，讓Na2WO4結(jié)晶沉淀，經(jīng)高溫蒸汽蒸發(fā)，得到固體鎢酸鈉（Na2WO4），作為鎢加工企業(yè)的原材料。

2.2 貴金屬提煉主要工藝

2.2.1 催化劑煅燒

將催化劑放入回轉(zhuǎn)窯（長度28m）中600℃-800℃煅燒，除去可揮發(fā)性雜質(zhì)

2.2.2 催化劑磨細(xì)處理

球磨機將催化劑磨細(xì)，約300目。

2.2.3 浸出

磨細(xì)的催化劑與堿液（NaOH）混合后，進入高壓反應(yīng)釜，在壓力6Kg，溫度145℃的條件下，反應(yīng)3小時。其中除TiO2外，大部分其他元素，如：W、V、Ca、Si、Al、As等均與堿液反應(yīng)后進入液相。

2.2.4 TiO2與W、V、Ca等元素分離

利用壓濾機壓濾將浸出環(huán)節(jié)反應(yīng)后的渣液進行壓濾。濾餅為未溶解的TiO2及雜質(zhì)。液體為含雜質(zhì)的W、V浸出液壓濾后的鈦渣，自然風(fēng)干后為白色，未風(fēng)干為黑灰色。主要成分為TiO2。

再將含雜質(zhì)的W、V浸出液進入沉降釜后加入沉降劑，將液相中鎢酸鈉沉降下來

2.2.5 鎢酸鈉結(jié)晶

把經(jīng)過沉降的液體送到結(jié)晶鍋，用高溫蒸汽，烘干部分水分后，使其中的鹽類結(jié)晶下來

鎢酸鈉成品，其中鎢酸鈉含量約30%，作為原材料賣給鎢制造企業(yè)。

3 VO2O5的分離技術(shù)

它在催化劑里的含量為0.5%～1%左右，由于含量少，專門提取VO2O5作為工業(yè)用途的基本沒有，但一些企業(yè)通過這一工藝使危險廢棄物成為普通廢棄物，利于未來的循環(huán)利用。

VO2O5處理主要工藝：

廢催化劑預(yù)處理—干燥—切割—破碎磨粉—氧化還原（草酸溶液）--固液分離—無害化粉末。

4 催化劑生產(chǎn)工藝上的循環(huán)利用技術(shù)

廢催化劑回收利用新技術(shù)主要就是利用失效催化劑制備新催化劑的工藝。

循環(huán)利用工藝流程

主要技術(shù)路線

5 結(jié)語

廢催化劑循環(huán)利用技術(shù)在國內(nèi)還處在發(fā)展中，只是由于目前新催化劑市場價格低迷，采用將廢催化劑參入新催化劑原材料中進一步降低催化劑成本成了現(xiàn)階段最主要的一種工藝。

[1]HJ 562-2010，火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選測性還原法.

[2]GB13223-2011，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn).

[3]張強，燃煤電站SCR煙氣脫硝技術(shù)及運用。北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2007.