废钒-钛系脱硝催化剂回收利用策略与技术进展

摘要

我国以煤为主的能源结构以及日趋严格的氮氧化物排放标准催生了选择性催化还原法(SCR)脱硝技术的广泛应用,由于化学失活或物理结构破损等导致大量的废弃脱硝催化剂产生,造成严重的环境污染.然而,SCR催化剂的主要成分钒、钨、钛等有价金属具有重要的经济和战略价值.随着SCR催化剂的广泛使用,脱硝领域将面临严峻的环境污染和资源浪费问题.针对从废SCR催化剂回收TiO2、WO3、V2 O5等金属元素,目前主要有酸法、碱法或氯化法等主要回收技术路线.在此过程中,通过化学反应,催化剂中钒、钨、钛等金属转变为其他形式化合物或进入到液相,再经过氧化、水解、结晶及煅烧等反应过程,实现产物分离以及产品性能提升的目的.回收的TiO2既可以作为催化剂的载体,也可以用作涂料、光催化剂等其他材料;WO3、V2 O5、MoO3等可以直接作为原料用于脱硝催化剂再生或制备中,也可用于生产其他化工产品.从我国特有的煤电局面,以及钒、钨、钛冶金工业为基础,以资源循环利用的未来绿色化工为理念,从废脱硝催化剂的成分及原料性质出发,建议因地制宜、因时制宜及因材制宜地选择技术路线和生产.通过冶金和化工过程回收其有价金属,从强化工艺、高效回收利用、清洁生产三个方面考虑,探索低温反应降低能耗,减少酸碱用量、水耗,缩短工艺流程,提高产量和品质,从而优化整合出一套适合于废SCR脱硝催化剂回收的工艺,实现脱硝催化剂"生产-再生-回收"绿色循环.本文归纳了废钒-钛系脱硝催化剂回收的研究进展,分别对酸法、碱法和氯化法回收钛白,以及钒-钨分离提纯工艺等进行介绍,分析了废脱硝催化剂回收面临的问题并展望其前景,以期为开发出一套高效清洁的废脱硝催化剂回收技术提供参考.