废SCR脱硝催化剂中砷元素赋存形态与氧化碱浸脱除

• 作者: 赵晨 武文粉 孟子衡 李会泉 王晨晔 王兴瑞
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 废SCR脱硝催化剂 砷 废物处理 高级氧化工艺 浸取
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 材料与可持续发展(四)——材料再制造与废弃物料资源化利用
• 页码范围: 5001-5010
• 页数: 10页
• 分类号: X705
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20060294

摘要

以燃煤电厂废SCR脱硝催化剂为研究对象,通过XPS、ICP等检测方法研究废催化剂中杂质As元素的含量及赋存形态,发现废SCR催化剂中As元素存在形态为As2 O3与As2 O5.采用氧化碱浸技术,将难与NaOH反应的As2 O3氧化为更易反应的As2 O5,实现不同价态As元素的深度脱除.分别研究了氧化剂种类、氧化剂浓度、浸出剂浓度、反应温度、时间、液固比等因素对As元素脱除率的影响规律.结果表明,当反应温度为30℃、反应时间为4 h、H2 O2浓度为5％(质量分数)、NaOH浓度为10％(质量分数)、液固比为2 mL/g时脱砷效果最佳,废催化剂中As含量由1334×10-6降低至50×10-6,脱除率达到98.5％.所得产物为脱砷后催化剂,主要由锐钛矿型TiO2与少量WO3组成.通过EPR、XPS技术对H2 O2强化浸出的反应机理进行研究,发现废SCR催化剂中V元素主要以V4+、V5+两种价态存在,其与NaOH反应生成的HV2 O5-、VO43-和H2 O2引发的类Fenton反应,可产生具有强氧化性的羟基自由基,将难以脱除的As3+氧化为更易溶于碱液的As5+,提高As元素的脱除率.