废选择性催化还原脱硝催化剂中金属钨和钒的萃取分离及回收

从图 5 可以看出，当反萃取液组成 O/A 比由1:0.5 增加至 1:1.5 时，W 的反萃取效率从 89.79% 增加至 99.9%。此后，W 的反萃效率随反萃取液组成O/A 比的增加基本保持不变。从图 5 还可以看出，当反萃取液组成 O/A 比从 1:0.5 增加至 1:2.5 的过程中，V 的反萃取率迅速增加，当反萃取液组成 O/A比为 1:3 时，V 的反萃取效率达到最大，约 86.68%。以 NaOH 为反萃剂对有机相中的 W 和 V 进行反萃取过程中，涉及的主要反应如下：

2.2.2 NaOH 浓度的影响

图 6 为 NaOH 浓度对W 和 V 反萃效率的影响。从图 6 可以看出，W 的反萃率随 NaOH 浓度变化不明显，当 NaOH 浓度在0.25~1.5 mol/L 的范围内，W 的反萃取率几乎为100％。对于 V 而言，当 NaOH 浓度由 0.25 mol/L上升到 0.75 mol/L 时，V 的反萃取率由 81.23%增加至 88.05%，此后 V 的反萃取效率随着 NaOH 浓度的增加而下降。原因可能是 NaOH 浓度超过 0.75mol/L 时，溶液的碱度增大，使得负载有机相中的钒离子转变成了难于被反萃的物种。综合考虑，NaOH 的最佳浓度为 0.75 mol/L。

图 6 NaOH 浓度对 W 和 V 反萃取率的影响

2.3 W 和 V 的沉淀与回收

利用 NaOH 对萃取有机相中的 W 和 V 进行反萃取后，反萃取液中是钨酸钠和钒酸钠组成的混合溶液。为了分别得到 W 和 V 的氧化物，需要对反萃进入水相的 W 和 V 进行深度分离和提纯。实验利用 H₂SO₄溶液调节反萃液的 p H 值约为 8，并加入过量的 NH4Cl，在 80 ℃条件下，使 V 以 NH₄VO₃形式沉淀析出[式(10)]。

接着向沉积钒后的二次滤液中加 H₂SO₄ 调节 p H 为 1.5，再加入过量的 CaCl2沉积钨，将过滤得到的 CaWO₄沉淀利用盐酸酸洗，得到钨酸[式(11)和式(12)]。最后，将偏钒酸铵和钨酸沉淀在 500 ℃分别焙烧 1 h，得到纯度均大于 99%的V 和 W 的氧化物 V₂O₅、WO₃[式(13)和式(14)]。涉及的主要反应如下：

建立萃取法回收 SCR 脱硝催化剂中 W 和 V 的工艺流程如图 7 所示。

图 7 SCR脱硝催化剂中 W 和 V 的工艺流程图

3 结论

以添加异癸醇的TOA煤油溶液为萃取剂，其中TOA 为主萃取剂，异癸醇作为相调节剂，航空煤油作稀释剂，对废SCR脱硝催化剂中的W和V进行萃取分离实验研究，得到如下结论：

1)当酸浸液pH值为2.5，TOA浓度为12%(V/V)，O/A比为0.1，萃取时间为15min条件下，W和V的萃取效率分别为98.78%和94.94%。

2)以NaOH溶液为反萃取剂，当O/A比为1:3，NaOH浓度为2.5mol/L，反萃时间为15min条件下，有机相中W和V的反萃取率分别为99.99%和88.05%。

3)利用H₂SO₄阶段性调节反萃取液的pH值，并依次向反萃水相中添加过量的NH₄Cl和 CaCl₂，使钒和钨分别以NH₄VO₃和H₂WO₄形式沉淀，实现W和V的深度分离及回收，并建立了萃取法回收SCR脱硝催化剂中W和V的工艺流程图。

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