废脱硝催化剂钒钨高值回收与循环利用技术
来源项目
十三五国家重点研发计划“固废资源化”重点专项项目“废弃环保催化剂金属回收与载体再用技术研发及工业示范”
技术分类
固体废物处理处置-危险固废
适用对象及范围
成套化技术适用于燃煤发电行业、钢铁、水泥、化工等非电行业在烟气净化过程所产出的废弃脱硝废催化剂，推广应用后，形成废脱硝催化剂短程循环的新型利用模式，为打赢蓝天保卫战提供坚实保障。
解决的难点问题
（1）攻克砷/钠等典型杂质酸/碱复合介质深度净化难题，使废弃催化剂中砷含量降低至50ppm以下；
（2）解决现有高纯氧化钒/钨生产中存在的工艺流程复杂等难题，通过“浸出-结晶”体相重构等关键技术，实现了钨、钒回收率98%以上；
（3）攻克载体钛白性能劣化核心难题，实现载体100%回掺制备新脱硝催化剂，其性能满足国标要求。
基本原理
通过废催化剂与碱介质反应，调控反应条件参数，实现毒害组分砷的深度脱除与载体的矿相重构；经过碱浸反应后的粉体，在稀酸体系中脱除钠、钾等碱金属杂质，实现废催化剂杂质深度净化与载体物理化学性能恢复。
围绕碱浸液中的钒、钨、砷等组分，通过蒸发浓缩等方式达到碱液循环与钒钨富集的目的。浓缩盐通过pH调控除杂、钙化沉钨、阳离子置换等过程制备钒钨系列产品，砷经过矿化安全处置，达到有价元素综合回收与循环利用的目的。
技术描述（创新点及优势）
（1）开发了废脱硝催化剂强化解离及载体重构技术，同步实现载体矿相定向转化和痕量杂质深度净化，再生粉体成本降低率>30%，且100%替代原生钛白粉制备新脱硝催化剂，而传统简单清洗路线得到的产品则无法达到这一标准；
（2）提出了梯级阳离子置换法制备高纯钒/钨产品技术，实现了介质封闭循环和高纯钒/钨产品短流程制备，与传统粉体再生工艺相比，极大增加了废脱硝催化剂的附加值，因此本技术具有明显优势。
技术推广应用情况
本技术已成功应用于思凯瑞环保科技有限公司4万m3/年废脱硝催化剂循环利用示范工程，年销售产品数量达1.9万吨，销售额达3.05亿元。解决了废脱硝催化剂难以大掺量循环回用至新催化剂生产的问题，再生粉体产品能够100%替代原生钛白粉制备新脱硝催化剂。关键技术可拓展应用于钢铁、水泥行业废脱硝催化剂，以及其他种类的化工废催化剂等含钒、钨、钛危废的循环利用领域，为资源循环利用行业复杂难用二次资源高效循环利用提供科技支撑。
应用案例名称
思凯瑞环保科技有限公司4万m3/年废脱硝催化剂循环利用示范工程
案例地址
安徽省滁州市定远县定城镇经济开发区藕塘路129号
案例规模
4万m3/年的废脱硝催化剂循环利用示范工程
项目投运时间
一期工程：2018年9月
二期工程：2022年5月
验收情况
2023年2月6日通过由中国有色金属工业协会组织的国家重点研发计划课题“废脱硝催化剂载体回用关键技术研究及工程示范”技术指标测评。
工艺流程
（1）废催化剂经过清灰粉磨后，与碱介质反应，通过控制反应条件参数，实现毒害组分深度脱除与载体性能恢复。
（2）经过碱浸反应后的废催化剂粉体，在稀酸体系中脱除钠、钾等杂质，经过洗涤、干燥后获得再生粉体。
（3）碱浸液相中的钒、钨，通过蒸发浓缩等方式实现富集与分离，浸出液经过苛化反应后循环碱浸使用。
（4）富集后的钒酸钠和钨酸钠可直接作为副产品出售，也可精制钒钨系列产品，砷元素矿化处理后进行稳定化处置。
污染防治效果和达标情况
该技术将由燃煤电厂、水泥、垃圾焚烧等行业在烟气净化过程中所产生的危险废物进行综合回收利用，降低其对环境产生的污染，使废弃催化剂中砷含量＜50ppm，氧化钾含量<100ppm，氧化钠含量<100ppm。再生粉体循环大掺量回用至新催化剂制备过程，缓解我国脱硝催化剂市场需求的压力，为我国工业危险废物综合处理行业的发展和进步提供支撑。
二次污染治理情况
本技术产生的废水经污水处理系统进行处理达标后优先用于生产过程，浓水经过三效蒸发器进行处理，蒸汽冷凝水回用于生产过程，废水不外排。
本技术产生的粉尘、废气、氮氧化物满足相关国标或地标排放要求。
本技术产生的固体废物收集后外售或委托有资质单位进行处理。
设备产生的噪声采取隔声减振措施，对环境影响较小。
碳排放情况
本技术每处理1.16t废催化剂可制备1吨钛白粉、11kg V2O5以及30kg WO3排放CO2总量为：830.634kg
制备1吨钛白粉CO2排放量为：5.022t
制备11kgV2O5的CO2排放量为：13.42kg
制备30kgWO3的CO2排放量为：95.76kg
综上：每生产1吨钛白粉，11kg V2O5以及30kg WO3
传统生产方式总计排放CO2：5131.18kg
本技术总计排放CO2：830.634kg
每处理1.16t废催化剂可实现CO2减排4.3t
按照年处理4万m3废催化剂有望实现CO2减排7.4万t
能源、资源节约和综合利用情况
以4万m3/年废脱硝催化剂循环利用示范工程核算，年产再生粉体1.9万吨，白钨精矿800吨，偏钒酸铵100吨。本技术采用深度除杂与载体重构技术得到的再生粉体，能够100%替代原生钛白粉制备新脱硝催化剂。本技术的实施与推广每年可节约钛铁矿消耗量约130万吨，钨矿约300万吨，钒矿约30万吨，形成废脱硝催化剂以旧换新、短程循环的新型利用模式。
投资费用
本技术总投资1.1亿元，工程基础设施建设费用6000万，设备投资（含安装）5000万元。
运行费用
本项目处理每吨废催化剂原料运行费用如下：
物耗总计成本为7000余元。能耗：水、电、天然气总计成本为2000余元。人员工资及维修成本为400元。
综上，本项目处理每吨废催化剂原料总计运行费用为9400余元。
本项目以年处理4万m3废脱硝催化剂为例，每年运行成本为：物耗总计成本为14000余万元。能耗：水，电，天然气总计成本为3700余万元。人员工资及维修成本：总计为800万元。
综上，本项目每年运行总成本为18500余万元。
经济收益
（1）销售收入
本技术年销售收入达到30500万元。随着环保意识的增强和相关政策的推进，行业需求逐步扩大，本技术可实现稳定的收入来源。
（2）成本分析
本技术的年总成本为21600万元，其中包括原材料采购、设备维护、人工费用和其他运营支出。
（3）利润状况
在销售收入与成本之间的良好平衡下，本技术年利润达到8900万元。这一利润水平不仅反映了本技术的经济可行性，也为企业的可持续发展提供了资金支持。
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