Récupération du titane, du tungstène, du vanadium et du molybdène à partir des catalyseurs de dénitrification usés dans les centrales électriques : transformer les déchets en trésors et exploiter les "mines urbaines".

Résumé : En raison des exigences de plus en plus strictes en matière de protection de l'environnement, le nombre de catalyseurs de dénitrification usés (SCR) produits par les centrales électriques au charbon et les usines sidérurgiques a augmenté de façon spectaculaire, ces catalyseurs étant considérés comme des déchets dangereux dont l'élimination coûte cher. Cependant, ces catalyseurs usagés sont riches en titane, tungstène, vanadium, molybdène et autres métaux stratégiques rares, ce qui constitue une énorme "mine urbaine". Cet article propose une analyse approfondie du processus de récupération du titane, du tungstène, du vanadium et du molybdène des catalyseurs de dénitrification usagés, et explique comment transformer le fardeau environnemental en avantages économiques considérables, aidant ainsi les entreprises à réaliser un recyclage écologique et à obtenir des ressources à valeur ajoutée.

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I. Défis et opportunités imminents : pourquoi est-il nécessaire de recycler les catalyseurs SCR usagés ?

La technologie de la réduction catalytique sélective (RCS) est actuellement le moyen le plus efficace de dénitrification des gaz de combustion, mais son principal composant, le catalyseur, a une durée de vie de 2 à 3 ans. Le catalyseur usagé généré après l'expiration de la durée de vie est confronté à deux problèmes fondamentaux :

1. Les catalyseurs SCR usagés figurent sur la liste nationale des déchets dangereux parce qu'ils contiennent du pentoxyde de vanadium toxique. Les méthodes traditionnelles de mise en décharge sont non seulement coûteuses (les frais d'élimination peuvent atteindre des milliers de dollars par tonne), mais elles présentent également un risque environnemental à long terme de contamination du sol et des eaux souterraines par la lixiviation de métaux lourds.

2. Un énorme gaspillage de ressources : les catalyseurs de déchets ne sont pas des "déchets", mais sont principalement composés de supports de dioxyde de titane (TiO₂), ainsi que de tungstène (W), de molybdène (Mo) et de vanadium (V₂O₅) en tant qu'ingrédients actifs. Il s'agit de métaux stratégiques de grande valeur, le tungstène et le vanadium étant particulièrement rares. Leur recyclage est un choix inévitable pour le recyclage des ressources et la sécurité de la chaîne d'approvisionnement.

Par conséquent, la mise au point d'un processus très efficace de récupération du titane, du tungstène, du vanadium et du molybdène à partir des catalyseurs de dénitrification usagés présente des avantages à la fois environnementaux et économiques, et offre de vastes perspectives commerciales.

Le cœur de la technologie : une séparation et une purification efficaces de la voie de traitement commune

La récupération des catalyseurs SCR usagés ne peut pas être réalisée par une seule technologie, mais nécessite un ensemble de processus conjoints fins. À l'heure actuelle, les principaux procédés efficaces sont les suivants

1. prétraitement et activation :

• Démontage et broyage : le module de catalyseur usagé est démonté, broyé et moulu pour atteindre une taille de particule appropriée afin d'augmenter la surface spécifique de réaction.

• Torréfaction et activation : la torréfaction du matériau à haute température vise à éliminer les substances organiques toxiques (telles que l'arsenic, le soufre, etc.) et à modifier la structure physique, afin que les métaux précieux puissent être lixiviés plus facilement.

2) Lixiviation sélective des métaux précieux :
Il s'agit du maillon clé de l'ensemble du processus. L'objectif est de lixivier autant de tungstène, de vanadium et de molybdène que possible dans la solution, tout en permettant au dioxyde de titane de rester dans le laitier aussi longtemps que possible.

• Lixiviation alcaline (courant principal) : une solution de soude caustique (NaOH) ou de carbonate de sodium (Na₂CO₃) est utilisée comme agent de lixiviation. À une température et une pression spécifiques, le tungstène, le vanadium et le molybdène pénètrent dans la solution sous forme de sels de sodium solubles (par exemple, Na₂WO₄, NaVO₃, Na₂MO₄), tandis que le dioxyde de titane est insoluble. Le dioxyde de titane est insoluble et forme des "scories de titane".

• Méthode de lixiviation acide : utilisation d'une solution acide, mais cette méthode peut entraîner la dissolution du titane, ce qui accroît la difficulté de la séparation ultérieure, de sorte que l'application est relativement limitée.

3) Purification et séparation de la solution de lixiviation :
La solution de lixiviation alcaline obtenue a une composition complexe et nécessite une séparation fine pour obtenir un produit métallique unique.

• Extraction par solvant (préférée pour sa grande efficacité) : il s'agit actuellement de la technologie la plus avancée avec le meilleur effet de séparation. En utilisant la différence dans le rapport de distribution des différents ions métalliques dans les phases organiques et aqueuses, le tungstène, le vanadium et le molybdène peuvent être efficacement et sélectivement séparés et enrichis pour la purification par l'extraction en plusieurs étapes et la rétro-extraction.

• Échange d'ions/précipitation chimique : peut également être utilisé pour la séparation, mais peut ne pas être aussi efficace ou pur que l'extraction par solvant lorsqu'il s'agit de solutions très concentrées et complexes.

4 Préparation des produits et utilisation du laitier de titane :

• Préparation de composés métalliques : la solution après séparation et purification, par évaporation et cristallisation, précipitation acide, calcination et autres procédés, permet de préparer du paratungstate d'ammonium (APT), du pentoxyde de vanadium (V₂O₅), du molybdate d'ammonium et d'autres produits d'une grande pureté.

• Ressource en scories de titane : les scories séparées riches en titane sont d'une grande pureté et peuvent être utilisées comme matière première de haute qualité pour la production de dioxyde de titane ou pour la fabrication de rutile artificiel, dont la valeur peut être pleinement exploitée.

Troisièmement, les avantages du processus : pourquoi choisir une technologie de recyclage professionnelle ?

Comparé à la simple mise en décharge ou à l'utilisation à faible niveau, le processus de recyclage professionnel du titane, du tungstène, du vanadium et du molybdène présente des avantages inégalés :

• Niveau élevé de ressources : la récupération complète du titane, du tungstène, du vanadium et du molybdène, le taux d'utilisation global des ressources peut atteindre plus de 95 %.

• Avantages économiques remarquables : le coût élevé de l'élimination des déchets dangereux est transformé en revenus provenant de la vente de produits chimiques métalliques de grande valeur, avec un retour sur investissement élevé.

• Respect de l'environnement : l'ensemble du processus de traitement des déchets dangereux "inoffensif, réduit, ressource", élimine complètement les risques environnementaux, conformément à la politique nationale en matière d'économie circulaire et d'environnement.

• De solides barrières techniques : les ensembles de processus matures et l'expérience en matière d'ingénierie constituent l'avantage concurrentiel principal, et peuvent produire de manière stable des produits de haute pureté pour répondre à la demande du marché.

Valeur d'investissement : transformation stratégique d'un centre de coûts en un centre de profit

Pour les groupes de production d'énergie, les entreprises de protection de l'environnement ou les entreprises de recyclage des ressources, investir ou coopérer dans la construction de projets de recyclage de catalyseurs SCR usagés constitue une évolution stratégique importante :

• Résoudre le problème de l'élimination : résoudre fondamentalement les "soucis" liés à l'élimination des déchets dangereux et réduire le risque lié au respect de l'environnement.

• Ouvrir la deuxième voie : de la production d'énergie pure ou de la protection de l'environnement, nous entrerons dans le domaine du recyclage des ressources rares pour créer un nouveau pôle de croissance des bénéfices.

• Améliorer les performances ESG : le modèle parfait de recyclage des ressources améliore considérablement l'image verte et le score de responsabilité sociale de l'entreprise, ce qui est propice à l'obtention de la faveur de la politique et du marché des capitaux.

V. Conclusion : s'associer à des partenaires technologiques pour gagner l'avenir des ressources vertes

Les catalyseurs SCR usagés sont une "mine riche" qui doit être exploitée. Un recyclage réussi dépend d'une technologie fiable, de processus matures et d'une riche expérience en matière d'ingénierie.

Nous sommes spécialisés dans le recyclage des déchets dangereux et dans les technologies de recyclage des métaux rares. Nous proposons une gamme complète de solutions allant de l'analyse de la composition des catalyseurs de déchets à la conception de processus, en passant par la fourniture d'équipements de base, l'EPC clé en main et l'assistance opérationnelle. Notre processus de récupération du titane, du tungstène, du vanadium et du molybdène pour les catalyseurs de dénitrification usagés est conçu pour maximiser les avantages environnementaux et économiques pour nos clients.

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