從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，特別涉及一 種配合使用陰離子交換樹脂，以回收廢棄選擇性催化還原催化劑中的釩及鎢的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 選擇性催化還原（Selective catalytic reduction, SCR)法為目前處理空氣污染 物氮氧化物（NOx)的主流技術(shù)。選擇性催化還原法中所使用的催化劑（以下簡(jiǎn)稱SCR催化 齊Li)包含以陶瓷做成的載體（carrier),及鶴氧化物（WO 3)、|凡氧化物（V2O5)等活性物質(zhì)。使 用后的SCR催化劑因活性降低無法再使用而成為廢棄SCR催化劑，廢棄SCR催化劑因本身 含有釩及鎢等重金屬，若隨意棄置會(huì)導(dǎo)致重金屬污染環(huán)境，反而衍生更多環(huán)境污染問題。且 廢棄SCR催化劑中的釩及鎢等金屬若無法回收，也是一種地球資源的浪費(fèi)。因此如何從廢 棄SCR催化劑中分離出釩及鎢，避免釩及鎢污染環(huán)境并使所述金屬能夠回收再利用，也是 此領(lǐng)域人員研究的重要課題。
[0003] 臺(tái)灣專利申請(qǐng)1295691公開一種廢脫硝催化劑資源再生方法，是從廢脫硝催化劑 中分離出釩及鎢：包括以下步驟：將廢脫硝催化劑研磨至50目（mesh)的大小，再添加與廢 脫硝催化劑等量的Na 2CO3與廢脫硝催化劑混合，在800°C焙燒2小時(shí)，再將焙燒后的固體產(chǎn) 物以水浸漬，得到含釩及鎢金屬的浸漬液；在所述浸漬液中添加亞硫酸鈉，并以硫酸調(diào)整所 述浸漬液的PH值至0. 5后，使用溶劑萃取所述浸漬液，以將浸漬液中的鎢金屬萃取至油相， 而釩金屬則留在水相，得到含鎢金屬的油相及含釩金屬的水相。再以反萃取方式萃取所述 含鎢金屬的油相，使鎢金屬反萃取至水相，得到含鎢金屬的水相。最后使用晶析法使所述含 釩金屬的水相結(jié)晶析出NH 4VO3，使用沉淀法使所述含鎢金屬的水相沉淀析出NH4WO4 · 3H20。
[0004] 所述臺(tái)灣專利申請(qǐng)的方法雖可達(dá)到不錯(cuò)的鎢回收率，但操作步驟繁瑣（需萃取后 再反萃?。?，所使用的萃取劑[三辛基胺（trioctylamine)]成本高，如此繁復(fù)又高成本的回 收方式，將降低相關(guān)業(yè)者回收廢棄SCR催化劑中釩及鎢的意愿，甚至導(dǎo)致業(yè)者隨意棄置廢 棄SCR催化劑反而污染環(huán)境。且所述方法還需再額外處理萃取廢液，所述方法使用的萃取 劑本身會(huì)微溶于水相，加上所述方法若萃取及反萃取的時(shí)間控制不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致所述萃取 劑微溶于水相，增加處理萃取廢液的困難度，不只會(huì)增加處理萃取廢液的成本，若萃取廢液 處理不當(dāng)也會(huì)造成環(huán)境污染。
[0005] 由以上可知，選擇性催化還原法可有效處理氮氧化物，對(duì)空氣污染的防治有很大 的助益，但所產(chǎn)生的廢棄SCR催化劑若處理不當(dāng)，反而會(huì)造成環(huán)境污染及地球資源的浪費(fèi)， 因此若能開發(fā)出一種可兼顧高的金屬（釩及鎢）回收率、成本低、步驟簡(jiǎn)單，又不會(huì)污染環(huán) 境的從廢棄SCR催化劑中回收釩及鎢的方法，方能有效地全面保護(hù)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法， 此方法不會(huì)污染環(huán)境又可有效從廢棄SCR催化劑中回收釩及鎢。
[0007] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，包含：
[0008] 提供包括釩源及鎢源的廢棄選擇性催化還原催化劑；
[0009] 前處理步驟，包括焙燒步驟及浸漬步驟：
[0010] 所述焙燒步驟是將所述廢棄選擇性催化還原催化劑與焙燒劑混合并進(jìn)行焙燒處 理，以形成經(jīng)焙燒處理的選擇性催化還原催化劑，所述釩源及鎢源分別與所述焙燒劑進(jìn)行 反應(yīng)而形成釩鹽及鎢鹽，及
[0011] 所述浸漬步驟是將所述經(jīng)焙燒處理的選擇性催化還原催化劑浸漬于可溶解所述 焙燒處理所形成的所述釩鹽及鎢鹽的液體中，以溶解所述釩鹽及鎢鹽而形成浸漬液；
[0012] 去除雜質(zhì)步驟，去除所述浸漬液中的雜質(zhì)，以形成純化的浸漬液；及
[0013] 離子交換步驟，將所述純化的浸漬液的pH值范圍調(diào)整為1至3,形成待分離液，以 陰離子交換樹脂分離所述待分離液中的釩鹽及鎢鹽，得到含釩的溶液，及含鎢的陰離子交 換樹脂。
[0014] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，當(dāng)所述待分離液的pH 值范圍為3時(shí)，所述陰離子交換樹脂與所述待分離液接觸的時(shí)間不超過4小時(shí)。
[0015] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，所述待分離液的pH 值范圍為小于3。
[0016] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，所述焙燒處理是堿焙 燒法。
[0017] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，所述焙燒劑選自于碳 酸鈉、氫氧化鈉或氯化鈉。
[0018] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，所述去除雜質(zhì)步驟包 括調(diào)整pH值步驟，其使所述浸漬液的pH值范圍調(diào)整為7. 5至9. 5。
[0019] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，所述去除雜質(zhì)步驟還 包括加熱步驟，其是于所述調(diào)整PH值步驟后，在溫度范圍為30°C至KKTC下加熱所述浸漬 液。
[0020] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，所述陰離子交換樹脂 選自于季銨鹽型、叔銨鹽型、仲銨鹽型。
[0021] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，還包含釩析出步驟， 其是于所述離子交換步驟后，從所述含釩的溶液中析出含釩的沉淀物。
[0022] 本發(fā)明從廢棄選擇性催化還原催化劑中回收釩及鎢的方法，還包含鎢析出步驟， 其是于離子交換步驟后，使鎢離子自所述含鎢的陰離子交換樹脂中脫附并形成含鎢的溶 液，以及從所述含鎢的溶液中析出含鎢的沉淀物。
[0023] 本發(fā)明的有益效果在于：通過依序進(jìn)行焙燒步驟、浸漬步驟、去除雜質(zhì)步驟及離子 交換步驟，成功地從廢棄的SCR催化劑中分離回收釩及鎢，并因采用所述離子交換步驟，而 可于不造成環(huán)境污染下提升釩及鎢的回收率。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 于本發(fā)明中，所使用的選擇性催化還原催化劑（以下簡(jiǎn)稱SCR催化劑）并無特別 限制，現(xiàn)有及市售的SCR催化劑皆適用于本發(fā)明的方法。于SCR催化劑中，所述釩源更具體 地說是釩氧化物，例如為V2O5，所述鎢源更具體地說是鎢氧化物，例如為wo3。
[0025] 以下將分別就各處理步驟進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0026] 《前處理步驟》
[0027] 所述前處理步驟包括焙燒步驟，及在焙燒步驟后的浸漬步驟。若不先進(jìn)行所述焙 燒步驟，雖也可使所述廢棄SCR催化劑直接進(jìn)行浸漬步驟使釩源及鎢源溶解，但浸漬效率 較低，在此情況下，需通過高溫高壓設(shè)備，并使用高濃度的酸液或堿液方能達(dá)到理想的浸漬 效率。本發(fā)明方法在浸漬步驟前先進(jìn)行焙燒步驟，除了能獲得優(yōu)良的浸漬效率，也不需使用 高溫高壓設(shè)備及高濃度酸液或堿液。
[0028] [焙燒步驟]
[0029] 所述焙燒步驟是先將所述廢棄SCR催化劑與焙燒劑混合后，進(jìn)行焙燒處理，以形 成經(jīng)焙燒處理的廢棄SCR催化劑，所述釩源及鎢源分別與所述焙燒劑進(jìn)行反應(yīng)而形成釩鹽 及鶴鹽。
[0030] 于本發(fā)明中，適用的焙燒處理為堿焙燒法或硫酸化焙燒法。其中，硫酸化焙燒法雖 能得到與堿焙燒法相同的效果，但在焙燒過程中會(huì)產(chǎn)生有毒的硫氧化物，故以堿焙燒法較 佳。
[0031] 當(dāng)采用的是硫酸化焙燒法時(shí)，所述焙燒劑例如但不限于：二氧化硫等。當(dāng)使用堿焙 燒法時(shí)，所述焙燒劑例如但不限于：碳酸鈉、氫氧化鈉或氯化鈉等。在本發(fā)明的具體例中，所 述焙燒劑是碳酸鈉，所形成的釩鹽為NaVO 3，所形成的鎢鹽為Na2W04。
[0032] [浸漬步驟]
[0033] 所述浸漬步驟是將所述經(jīng)焙燒處理的廢棄SCR催化劑浸漬于可溶解所述焙燒處 理所形成的所述釩鹽及鎢鹽的液體中，以溶解所述釩鹽及鎢鹽而形成浸漬液。
[0034] 所述可溶解所述釩鹽及鎢鹽的液體視所述釩鹽及鎢鹽的種類做選擇。于本發(fā)明的 具體例中，所述釩鹽為NaVO3，所述鎢鹽為Na2WO4，只要能溶解NaVO 3及Na2WO4的任何溶劑皆 適用，而于具體例中使用去離子水。
[0035] 《去除雜質(zhì)步驟》
[0036] 所述去除雜質(zhì)步驟，是去除所述浸漬液中的雜質(zhì)，以形成純化的浸漬液。在進(jìn)行所 述離子交換步驟前先去除所述浸漬液中的雜質(zhì)，可提升后續(xù)離子交換步驟中釩的回收率及 鎢的回收率，并可提升最后產(chǎn)物（以本發(fā)明的具體例而言，為釩酸銨及鎢酸銨）的純度。
[0037] 所述去除雜質(zhì)步驟的具體方式視雜質(zhì)種類及配合后續(xù)離子交換步