摘要
近来，我国大部分地区出现严重的雾霾天气，可吸入颗粒（PM2.5）等危险化学物质的量达到重度污染级别，NOx作为PM2.5二次离子主要成分再度引起了关注。NOx是当今最严重的空气污染物之一，污染环境的同时危害着人类健康，我国十三五期间环保方面实施大气、水、土壤防治计划，而对于NOx的治理仍是重中之重。 目前国内主流的烟气脱硝技术是选择性催化还原（SCR）脱硝技术，采用的催化剂大多以TiO2作为载体，V2O5、WO3（MoO3）作为活性组分。催化剂是该工艺技术的核心，但在烟气脱硝的进程中其活性会逐渐下降，最终成为废弃催化剂。随着我国环保力度的加大、SCR脱硝技术的普及，SCR脱硝工程大量投产，如何高效处置由此产生的废弃催化剂已然成为一个严峻的环保问题，受到了各方的关注。若处置不当不仅会对环境尤其是水体、土壤造成危害，其中高附加值的金属氧化物亦会因未被再次利用而浪费。 本论文就废SCR烟气脱硝催化剂的资源回收进行了研究。采用NaOH溶液浸取废SCR脱硝催化剂，分别考察了在常压、高压水热时不同浸取条件对钒、钨浸取率的影响。 通过正交优化设计得到了常压、高压下钒、钨浸取率最佳时的浸取条件，常压下钒、钨最佳浸取率对应的浸取条件分别为：NaOH溶液浓度为3mol·L-1，浸取时间1.5h，浸取温度80℃，液固比为4:1及NaOH浓度为1mol·L-1，浸取时间2h，浸取温度70℃，液固比为8:1，钒、钨的浸取率分别为45.06%和77.01%；高压浸取时钒、钨浸取率达到最大时的条件分别为：NaOH溶液浓度为1mol·L-1，浸取时间12h，浸取温度180℃，液固比为20:1及NaOH溶液浓度为5mol·L-1，浸取时间4h，浸取温度180℃，液固比为16:1，对应的浸取率分别为95.34%和83.90%。 利用灰色关联分析比较了各影响因素与钒、钨浸取率关联程度的大小。常压下各因素对于钒、钨浸取率的影响程度大小顺序分为：浸取温度＞NaOH溶液浓度＞浸取时间＞液固比，浸取温度＞NaOH溶液浓度＞浸取时间＞液固比；高压下各因素对于钒、钨浸取率影响程度的大小顺序分别为浸取时间＞浸取温度＞NaOH溶液浓度＞液固比＞浸取时间＞NaOH溶液浓度＞浸取温度＞液固比。 在NaOH溶液浸取废SCR脱硝催化剂的基础上，模拟最佳浸取条件时所得浸取液，对其中钒、钨的分离进行研究，使得钒、钨析出，确定了钒析出的最佳条件：pH=7，反应时间为1.5h，反应温度为80℃，K（NH4Cl）为1:2，此时沉钒率为83.82%；通过灰色关联分析知几个因素与沉钒率的关联程度为：反应温度＞pH值＞反应时间＞K（NH4Cl）；在得到的最佳实验条件下对废SCR脱硝催化剂进行浸取、提取钒钨，最后得到了TiO2粗产品，钒、钨分别以NH4VO3和WO3的形式存在。
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