离子交换法分离废催化剂中钨钼金属氧化物的研究

作     者：简钢 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭嘉

授予年度：2013年

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

主      题：SCR 废催化剂 钨钼分离 离子交换 吸附量 

摘      要：目前，国内燃煤电厂选择性催化还原脱硝(SCR)系统中使用大量蜂窝式催化剂，催化剂失活后堆积为“城市矿山。国内对蜂窝式废催化剂的处理方式通常为压碎后填埋，但SCR废催化剂因含有VO、WO、MoO等有毒金属，属于危险固体废物，不得随意填埋处理，否则容易对环境以及水体产生重大污染。并且蜂窝废催化剂中含有高附加值金属氧化物三氧化钨及三氧化钼，其含量为5%左右，高于普通的钼矿和钨矿，具有很高的可再利用价值的资源，应该进行回收再利用。通过分离提纯技术可以实现废SCR催化剂的MoO和WO的分离与回收。三氧化钼作为重要的战略储备资源之一，目前市场价格为16万/吨。 本文以提取电厂烟气脱硝蜂窝废催化剂中的钨钼分离提取为主线，介绍了课题背景和研究意义。对现有的几种钨钼分离的方法进行了介绍。文章中详细说明了实验的方法与原理。对提取出的三氧化钼进行了元素分析，X射线衍射和扫描电镜的表征。研究中，SCR系统蜂窝式废催化剂主要成分为Mo、W、O、Ti、Si、Al以及少量的V、Ni、Ca等杂质。实验结果表明：大孔弱碱性阴离子交换树脂D301对钨的同多酸根离子吸附能力较强，且对钼酸根几乎不吸附。转型为Cl-型后吸附效果更好。预调钨钼混合液的pH为7.3，控制交前液流速为0.8mL/minmL/min，滴加入装有目数为40目到60目之间的树脂中进行离子交换。离子交换树脂对WO的吸附能力最大，可达到102.5mg/mL。树脂的解吸采用1mol/L的氢氧化钠溶液做解吸剂即可解吸完全。分离后提取的三氧化钼纯度可达97%以上，颗粒呈层状斜方晶体，晶体的长度在5μm到10μm之间，厚度在1μm以下。晶体层状结构非常明显。非常适合其他小分子或离子的嵌入，这种特殊的层状结构使得三氧化钼可能应用在电致变色，光致变色，催化等过程中。