废催化剂循环利用工业技术研究

游涛(成都东方凯特瑞环保催化剂有限责任公司，四川成都610045)

废催化剂循环利用工业技术研究

游涛(成都东方凯特瑞环保催化剂有限责任公司，四川成都610045)

对废催化剂循环利用工业技术研究是很多工业企业研究的课题，难点主要在于如何循环利用、工业技术是否可行，经济性在哪里等，本文从目前国内对废催化剂循环利用的集中工业化技术进行研究，可能为未来废催化剂日益曾多的局面提出参考意见。

废催化剂；循环利用

2018～2020 年大量脱硝催化剂寿命将集中到期，由于新催化剂市场饱和，价格低迷。使得许多电厂采用对寿命到期催化剂直接更换的模式，据统计在这三年中除去可再生的催化剂将产生超过20万m3的废催化剂，由于催化剂主要成分为TIO2、WO3和V2O5组成，这些矿物金属资源如果被浪费，将带来巨大的经济损失。2014年起一些国内企业看到了这一巨大市场，开始依托一些冶金技术开始对废催化剂进行循环利用。

1 国内外废催化剂处置利用概况

目前蜂窝式催化剂占有大量，如果在运行过程中已经发生了严重的结构破环，那就彻底失效而无法再生。若能对这些催化剂采取分离提纯，则不仅可产生新的利润增长点，也符合《中华人民共和国循环经济促进法》中有关再利用和资源化产业模式的要求。将废催化剂中有价金属V2O5、WO3、MoO3、TiO2回收，不仅可以减少二次污染，又能避免资源浪费，是脱硝产业得以良性循环的重要举措。

由于各国的经济和科学技术发展现状不同对于废催化剂的回收再利用方面也有所不同。日本由于缺乏各种金属资源，因而早在20世纪50年代就注意废催化剂的回收利用。据统计，1975-1980年日本就回收了有色金属约3万吨。美国由于环保法限定，一些催化剂制造公司往往与固定的废催化剂回收公司保持协作关系。1972年德国就颁布了废弃物管理法，规定废弃物必须作为原材料再循环使用，德国的迪高沙（Degussa）公司1992年一年就回收了价值6万马克的Pt、Rh金属。

针对国内对废催化剂仍需花费额外费用进行处理的现状，废旧催化剂的循环再利用显得迫在眉睫。

2 贵金属WO3提炼

废催化剂的主要成分为钛、钨、钒、硅、钙等。有回收利用价值的主要为钛、钨、钒。废催化剂提炼技术是通过湿法冶金方法将主要有价成分分离出来。

2.1 贵金属WO3提炼主要工序：

（1）经过煅烧、磨粉、浸出、过滤、将主要成分钛以钛渣的形式分离出来，可作为制作钛白粉的原料；

（2）滤去钛渣的滤液通过加液氨，将滤液中钒沉淀，主要化学反应如下：

沉淀下来的钒酸铵NH4VO3可作为钒加工企业的原材料；

（3）压滤后得到的溶液，进入沉淀池，加入沉淀剂，让Na2WO4结晶沉淀，经高温蒸汽蒸发，得到固体钨酸钠（Na2WO4），作为钨加工企业的原材料。

2.2 贵金属提炼主要工艺

2.2.1 催化剂煅烧

将催化剂放入回转窑（长度28m）中600℃-800℃煅烧，除去可挥发性杂质

2.2.2 催化剂磨细处理

球磨机将催化剂磨细，约300目。

2.2.3 浸出

磨细的催化剂与碱液（NaOH）混合后，进入高压反应釜，在压力6Kg，温度145℃的条件下，反应3小时。其中除TiO2外，大部分其他元素，如：W、V、Ca、Si、Al、As等均与碱液反应后进入液相。

2.2.4 TiO2与W、V、Ca等元素分离

利用压滤机压滤将浸出环节反应后的渣液进行压滤。滤饼为未溶解的TiO2及杂质。液体为含杂质的W、V浸出液压滤后的钛渣，自然风干后为白色，未风干为黑灰色。主要成分为TiO2。

再将含杂质的W、V浸出液进入沉降釜后加入沉降剂，将液相中钨酸钠沉降下来

2.2.5 钨酸钠结晶

把经过沉降的液体送到结晶锅，用高温蒸汽，烘干部分水分后，使其中的盐类结晶下来

钨酸钠成品，其中钨酸钠含量约30%，作为原材料卖给钨制造企业。

3 VO2O5的分离技术

它在催化剂里的含量为0.5%～1%左右，由于含量少，专门提取VO2O5作为工业用途的基本没有，但一些企业通过这一工艺使危险废弃物成为普通废弃物，利于未来的循环利用。

VO2O5处理主要工艺：

废催化剂预处理—干燥—切割—破碎磨粉—氧化还原（草酸溶液）--固液分离—无害化粉末。

4 催化剂生产工艺上的循环利用技术

废催化剂回收利用新技术主要就是利用失效催化剂制备新催化剂的工艺。

循环利用工艺流程

主要技术路线

5 结语

废催化剂循环利用技术在国内还处在发展中，只是由于目前新催化剂市场价格低迷，采用将废催化剂参入新催化剂原材料中进一步降低催化剂成本成了现阶段最主要的一种工艺。

[1]HJ 562-2010，火电厂烟气脱硝工程技术规范选测性还原法.

[2]GB13223-2011，火电厂大气污染物排放标准.

[3]张强，燃煤电站SCR烟气脱硝技术及运用。北京，化学工业出版社，2007.