碳热还原/熔融分离废SCR催化剂中有价金属

doi:10.11962/1006-4990.2019-0087

无机盐工业 ›› 2020, Vol. 52 ›› Issue (1): 93-98.doi: 10.11962/1006-4990.2019-0087

碳热还原/熔融分离废SCR催化剂中有价金属

李朴芳,穆林,王社斌()

太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原 030024

收稿日期:2019-08-08 出版日期:2020-01-10 发布日期:2020-02-26
通讯作者: 王社斌
作者简介:李朴芳（1992— ）,男,硕士研究生,主要从事废SCR催化剂中有价金属回收及利用的研究。
基金资助:
北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室开放基金(KF18-02)

Carbon thermal reduction/melting separation of valuable metals from spent SCR catalysts

Li Pufang,Mu Lin,Wang Shebin()

College of Material Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China

Received:2019-08-08 Online:2020-01-10 Published:2020-02-26
Contact: Wang Shebin

摘要/Abstract

摘要：

在热力学计算的基础上,把废SCR催化剂（钒钛系）与碳、铁和石灰等原料混合后装入直流电弧炉中熔化、还原,用SEM、XRD分析渣/铁两相试样的化学成分与物相,研究废SCR催化剂再回收的基础问题,并探讨其碳热还原/熔融分离行为和机理。结果表明,有价金属回收率随n（碳）/n（氧）、温度和碱度等条件而变。在熔池温度为1 650 ℃的条件下,回收废SCR催化剂中二氧化钛、金属的最佳参数为：n（碳）/n（氧）为1.0、碱度为1.0;在此条件下可实现含钒、钨的铁合金与高钛渣的完全分离,铁、钒、钨和二氧化钛的回收率分别达到99%、97%、92%和93.5%。这对于开发废SCR催化剂的回收再利用技术,实现可持续发展具有重大的现实意义和经济价值。

关键词: 废SCR催化剂, 碳热还原, 渣铁分离

Abstract:

On the basis of thermodynamics calculate,the spent SCR catalyst（V-Ti） was mixed with C,Fe and CaO and then melted and reduced in a DC arc furnace.The chemical composition and phase of slag/iron samples were analyzed by SEM and XRD.The basic problem of spent SCR catalyst recycling was studied,and the behavior and mechanism of carbon thermal reduction/melting separation were discussed.Results showed that the recovery rate of the valuable metal changed with the amount-of-substance ratio of C to O,temperature and basicity etc..Under the condition of molten pool temperature of 1 650 ℃,the optimal parameters of recycling TiO ²/metal from spent SCR catalyst were as follows：n（C）/n（O）=1.0 and basicity was 1.0. This can realize the complete separation of ferroalloy containing V and W and high titanium slag.The recovery of Fe,V,W and TiO₂ could reach around 99%,97%,92% and 93.5%,respectively.This is of great practical significance and economic value for the development of spent SCR catalyst recycling technology and the realization of sustainable development.

Key words: spent SCR catalyst, carbothermal reduction, slag/iron separation

中图分类号:

TQ426

李朴芳,穆林,王社斌. 碳热还原/熔融分离废SCR催化剂中有价金属[J]. 无机盐工业, 2020, 52(1): 93-98.

Li Pufang,Mu Lin,Wang Shebin. Carbon thermal reduction/melting separation of valuable metals from spent SCR catalysts[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(1): 93-98.

图/表 10

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表1

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参考文献 19

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