失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法技术

本发明专利技术属于湿法冶金技术领域，具体涉及失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，包括以下步骤：将钒酸铵与水打浆，硫酸酸化，还原剂还原，固液分离，得到硫酸氧钒溶液和残渣。本发明专利技术方法操作简单，反应用钒原料简单易得，钒的收得率高；全湿法作业，无氨氮废水与废气产出；在日益增加的失活脱硝催化剂的再生中具有广阔的应用前景。有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法


[0001]本专利技术属于湿法冶金
，具体涉及一种失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，烟气脱硝是处理含氮氧化物的常规方法，脱硝过程中需要用含钒的脱硝催化剂，脱硝催化剂多次使用后会失去催化活性，简称失活。而失活的脱硝催化剂可以用硫酸氧钒溶液进行再生处理，该方法已经成为延长脱硝催化剂使用寿命、降低脱硝成本的一种普遍方法。该方法所用的硫酸氧钒溶液的主要成分为：32
±
3％VOSO4、Fe≤0.15％、K≤0.10％、Na≤0.15％、溶液密度1.36～1.47g/ml。
[0003]现有的硫酸氧钒的制备都是采用高纯五氧化二钒硫酸酸化还原的工艺来制备，高纯五氧化二钒的制备需要制备钒酸铵，再经过煅烧氧化处理得到，既增加了处理工艺流程，还增加了生产成本，煅烧过程中还带来了氨气，需要吸收处理，否则会造成环境污染。
[0004]CN101920994A公开了一种制备硫酸氧钒的方法，该方法包括以下步骤：将偏钒酸铵在密闭的反应器内以540℃～600℃的温度煅烧；向煅烧得到的产物中加入硫酸并通入SO2气体，进行加热熬煮；使加热熬煮后得到的溶液结晶，从而得到硫酸氧钒。该方法先将偏钒酸铵煅烧得到V2O5和氨气，并且将得到的氨气进一步分解为氮气和氢气，氢气将V2O5还原成为V2O4，最后使V2O4与硫酸反应生成硫酸氧钒。该方法分解氨气需要在800～850℃，有催化剂才可行，成本高并增加了工艺流程；同时，在工业装置条件下氨气不可能完全分解，需要吸收处理，否则会造成环境污染。
[0005]CN108975399A公开了一种制备硫酸氧钒的方法，所述方法为：将偏钒酸铵溶解后加入除杂剂，调节溶液的pH为6-8.5进行溶钒，溶钒结束后固液分离，得到净化溶钒液；将净化溶钒液加热，然后调节pH依次为6-5.8，5.7-5.4，4.8-4.0，2.4-1.9四个阶段进行梯度沉钒，固液分离后得到沉钒母液和固相多钒酸铵；将多钒酸铵进行煅烧脱氨，得到五氧化二钒；将得到的五氧化二钒与硫酸混合后加入还原剂，得到硫酸氧钒溶液。该方法步骤繁杂，成本高。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，该方法包括以下步骤：将钒酸铵与水打浆，硫酸酸化，还原剂还原，固液分离，得到硫酸氧钒溶液和残渣。
[0007]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述钒酸铵为偏钒酸铵和/或多钒酸铵。
[0008]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述钒酸铵与水的重量体积比为100g：400～520ml；优选的，所述偏钒酸铵与水的重量体积比为100g：400～430ml，所述多钒酸铵与水的重量体积比为100g：490～520ml。
[0009]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述硫酸与钒酸铵的重量比为11～13：10；优选的，所述硫酸与偏钒酸铵的重量比为12～13：10，所述硫酸与多钒酸铵的重量比为11～12：10。
[0010]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述硫酸的质量分数≥95％；优选的，所述硫酸的质量分数≥98％。
[0011]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述还原剂为草酸、酒石酸或水合肼中的一种或两种以上；优选的，所述还原剂为草酸。
[0012]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述还原剂与钒酸铵的重量比为6～65：100；优选的，所述草酸与偏钒酸铵的重量比为53～55：100；所述草酸与多钒酸铵的重量比为63～65：100；所述酒石酸与偏钒酸铵的重量比为12～14：100；所述酒石酸与多钒酸铵的重量比为14.5～16.5：100；所述偏钒酸铵与水合肼的重量比为6～8：100；所述多钒酸铵与水合肼的重量比为7.5～9.5：100。
[0013]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述还原的温度为50～90℃；所述还原的时间为60～180min。
[0014]其中，上述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，所述打浆、酸化和还原时的搅拌转速为200～350转/分。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术方法采用钒酸铵为原料，加入硫酸调节pH值，再加入还原剂还原得到硫酸氧钒与硫酸铵的混合溶液。该硫酸氧钒混合溶液由于铁含量低、钠含量少，能够满足失活脱硝催化剂再生的需要。所用的原料廉价易得，每一步骤在工业生产中容易实现，应用前景优良，在日益增加的失活脱硝催化剂的再生中具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0017]本专利技术失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，包括以下步骤：a、把钒酸铵加入水搅拌打浆；b、加入硫酸搅拌均匀；c、加入还原剂在加热搅拌条件下进行还原反应；d、反应结束后固液分离，获得目标产品硫酸氧钒溶液与残渣；e、残渣主要是没有反应的钒酸铵，返回下一循环处理即可。
[0018]本专利技术各步骤发生的反应如下：
[0019]b分解钒酸铵：(NH4)2V6O
16
+4H2SO4＝3(VO2)2SO4+(NH4)2SO4+4H2O，得到硫酸氧钒(
Ⅴ
)溶液
[0020]c把五价钒还原成四价钒，得到硫酸氧钒(Ⅳ)与硫酸铵混合溶液：(VO2)2SO4+H2SO4+H2C2O4＝2VOSO4+2CO2+2H2O
[0021]本专利技术方法中，从原理上说任意的液固比都可以，但是液固比会影响到硫酸氧钒溶液的钒浓度与密度，如果钒浓度过大或过小，后续为了得到合格的硫酸氧钒溶液还会进行调整，为了避免后续调整的过程，前期要保证合适的液固比，以保证合适的钒浓度，本专利技术将钒酸铵与水的重量体积比设置为100g：400～520ml；优选的，所述偏钒酸铵与水的重量体积比为100g：400～430ml，所述多钒酸铵与水的重量体积比为100g：490～520ml。
[0022]本专利技术方法中，硫酸的加入量首先要保证能够生成硫酸氧钒(
Ⅴ
)和硫酸铵，同时残留的硫酸量不能太多，如果硫酸的量残留太多，不满足失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒
溶液的pH要求，如果硫酸的加入量太少，则不能将钒转化完全。因此，本专利技术将硫酸与钒酸铵的重量比设置为11～13：10；优选的，所述硫酸与偏钒酸铵的重量比为12～13：10，所述硫酸与多钒酸铵的重量比为11～12：10。
[0023]本专利技术方法中，所述硫酸的质量分数≥95％；优选的，所述硫酸的质量分数≥98％。
[0024]本专利技术的专利技术人通过大量的实验发现，还原剂可以使用同源的硫氧化物，如二氧化硫，亚硫酸；也可以用很多种类的有机还原剂。硫的使用会变成硫酸，一方面会干扰反应过程的硫酸平衡，另一方面会减少硫酸用量，导致反应过程不易调控，一般不用；有机还原剂，例如草酸、酒石酸、水合肼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将钒酸铵与水打浆，硫酸酸化，还原剂还原，固液分离，得到硫酸氧钒溶液和残渣。2.根据权利要求1所述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，其特征在于：所述钒酸铵为偏钒酸铵和/或多钒酸铵。3.根据权利要求2所述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，其特征在于：所述钒酸铵与水的重量体积比为100g：400～520ml；优选的，所述偏钒酸铵与水的重量体积比为100g：400～430ml，所述多钒酸铵与水的重量体积比为100g：490～520ml。4.根据权利要求2所述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，其特征在于：所述硫酸与钒酸铵的重量比为11～13：10；优选的，所述硫酸与偏钒酸铵的重量比为12～13：10，所述硫酸与多钒酸铵的重量比为11～12：10。5.根据权利要求1～4任一项所述失活脱硝催化剂再生用硫酸氧钒溶液的制备方法，其特征在于：所述硫酸的质量分数≥95％；优选的，所述硫酸的质量分数≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李千文，汪超，王英，
申请(专利权)人：攀钢集团钒钛资源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：