발전소의 사용 후 탈질 촉매에서 티타늄, 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴 회수: 폐기물을 보물로 바꾸고 '도시 광산'을 활용합니다.

요약: 환경 보호 요건이 점점 더 엄격해지면서 석탄 화력 발전소와 제철소에서 발생하는 사용 후 탈질 촉매(SCR)의 양이 급격히 증가했으며, 이는 처리 비용이 높은 유해 폐기물로 분류됩니다. 하지만 이러한 폐촉매에는 티타늄, 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴 등 희소 전략 금속이 풍부하게 함유되어 있어 거대한 '도시 광산'이라고 할 수 있습니다. 이 백서는 사용 된 탈질 촉매에서 티타늄, 텅스텐, 바나듐 및 몰리브덴을 회수하는 과정과 환경 부담을 상당한 경제적 이익으로 전환하는 방법에 대한 심층 분석을 제공하여 기업이 녹색 재활용 및 부가가치 자원을 달성하는 데 도움을줍니다.

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I. 당면한 도전과 기회: 사용 후 SCR 촉매를 재활용해야 하는 이유는?

선택적 촉매 환원(SCR) 기술은 현재 가장 효과적인 연도 가스 탈질 방법이지만, 핵심 부품인 촉매의 수명은 2~3년입니다. 수명이 만료된 후 발생하는 사용 후 촉매는 두 가지 핵심 문제에 직면합니다:

1. 환경적 위험과 폐기 압력: 폐 SCR 촉매는 독성 바나듐 오산화물을 포함하고 있기 때문에 국가 유해 폐기물 목록에 등재되어 있습니다. 기존의 매립 방식은 비용이 많이 들 뿐만 아니라(처리 비용이 톤당 수천 달러에 달할 수 있음), 중금속 침출로 토양과 지하수를 오염시키는 장기적인 환경 위험을 초래할 수 있습니다.

2. 막대한 자원 가치 낭비: 폐촉매는 '폐기물'이 아니라 주로 이산화티타늄(TiO₂) 담체와텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V₂O₅ )을 활성 성분으로 구성합니다. 이들 금속은 고부가가치 전략 금속으로, 특히 텅스텐과 바나듐은 희소성이 높습니다. 자원 재활용과 공급망 안보를 위해 이들 금속을 재활용하는 것은 불가피한 선택입니다.

따라서 사용한 탈질 촉매에서 티타늄, 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴을 회수하는 고효율 공정의 개발은 환경적, 경제적 이점이 있으며 광범위한 시장 전망을 가지고 있습니다.

기술의 핵심: 공동 공정 경로의 효율적인 분리 및 정제

사용 후 SCR 촉매의 회수는 단일 기술로는 완료할 수 없으며 일련의 정밀한 공동 공정이 필요합니다. 현재 주요하고 효율적인 공정 경로는 다음과 같습니다:

1. 전처리 및 활성화 단계:

• 분해 및 분쇄: 폐촉매 모듈을 분해하고 분쇄 및 분쇄하여 반응 비표면적을 증가시키기 위해 적절한 입자 크기에 도달합니다.

• 로스팅 및 활성화: 고온에서 재료를 로스팅하여 부착된 독성 유기 물질(비소, 황 등)을 제거하고 물리적 구조를 변경하여 후속 유가 금속을 더 쉽게 침출할 수 있도록 합니다.

2. 유가 금속의 선택적 침출:
전체 프로세스의 핵심 연결 고리입니다. 목표는 가능한 한 많은 텅스텐, 바나듐 및 몰리브덴을 용액으로 침출하는 동시에 이산화티타늄이 슬래그에 최대한 오래 남아있도록 하는 것입니다.

• 알칼리 침출(주류): 가성소다(NaOH) 또는 소다회(Na₂CO₃) 용액이 침출제로 사용됩니다. 특정 온도와 압력에서 텅스텐, 바나듐 및 몰리브덴은 용해성 나트륨 염(예: Na₂WO₄, NaVO₃, Na₂MO₄) 형태로 용액에 들어가는 반면 이산화티타늄은 불용성으로 용해되지 않습니다. 이산화티타늄은 불용성이며 "티타늄 슬래그"를 형성합니다.

• 산 침출 방법 : 산 용액을 사용하지만이 방법은 티타늄의 용해로 이어질 수 있으므로 후속 분리의 어려움이 증가하여 적용이 상대적으로 적습니다.

3. 침출 용액의 정제 및 분리:
얻어진 알칼리성 침출 용액은 복잡한 조성을 가지며 단일 금속 제품을 얻으려면 미세 분리가 필요합니다.

• 용매 추출(고효율에 선호됨): 현재 분리 효과가 가장 좋은 가장 진보된 기술입니다. 유기상과 수성상에서 서로 다른 금속 이온의 분포 비율 차이를 이용하여 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴을 다단계 추출 및 역추출을 통해 효율적이고 선택적으로 분리하고 농축하여 정제할 수 있습니다.

• 이온 교환/화학 침전: 분리에도 사용할 수 있지만 고농도의 복잡한 용액을 다룰 때 용매 추출만큼 효율적이거나 순수하지 않을 수 있습니다.

4. 티타늄 슬래그의 제품 준비 및 활용:

• 금속 화합물의 제조: 분리 및 정제 후 용액을 증발 및 결정화, 산 침전, 소성 및 기타 공정을 통해 고순도 암모늄 파라텅스테이트(APT), 오산화 바나듐(V₂O₅), 몰리브덴산 암모늄 및 기타 제품을 제조합니다.

• 티타늄 슬래그 자원화: 분리된 티타늄이 풍부한 슬래그는 순도가 높으며 이산화티타늄 생산 또는 인공 루틸 제조를 위한 고품질 원료 로 사용할 수 있으며, 그 가치를 충분히 활용할 수 있습니다.

셋째, 프로세스 이점: 왜 전문 재활용 기술을 선택해야 할까요?

단순 매립 또는 낮은 수준의 사용과 비교할 때 전문 티타늄, 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴 재활용 공정은 비교할 수없는 장점이 있습니다:

• 높은 수준의 자원 : 티타늄, 텅스텐, 바나듐 및 몰리브덴의 완전한 회수를 달성하면 자원의 포괄적 인 활용률이 95 % 이상에 도달 할 수 있습니다.

• 놀라운 경제적 이익: 유해 폐기물 처리의 높은 비용이 고가의 금속 화학 물질 판매로 인한 수입으로 전환되어 투자 수익률이 높습니다.

• 환경 친화적: 국가 순환 경제 및 환경 정책에 따라 유해 폐기물의 "무해, 감소, 자원화"의 전체 프로세스는 환경 위험을 완전히 제거합니다.

• 강력한 기술 장벽: 성숙한 공정 패키지와 엔지니어링 경험은 핵심 경쟁 우위를 구성하며 시장 수요를 충족하기 위해 고순도 제품을 안정적으로 생산할 수 있습니다.

투자 가치: 비용 중심에서 수익 중심으로의 전략적 전환

발전 그룹, 환경 보호 기업 또는 자원 재활용 기업의 경우, 폐기물 SCR 촉매 재활용 프로젝트 건설에 투자하거나 협력하는 것은 중요한 전략적 업그레이드입니다:

• 처리 문제 해결: 유해 폐기물 처리의 '걱정'을 근본적으로 해결하고 환경 규정 준수 위험을 줄입니다.

• 두 번째 트랙 열기: 순수 전력 생산 또는 환경 보호 운영에서 희소 자원 재활용 분야에 진출하여 새로운 수익 성장 극을 창출할 것입니다.

• ESG 성과 향상: 완벽한 자원 재활용 모델은 기업의 친환경 이미지와 사회적 책임 점수를 크게 향상시켜 정책 및 자본 시장의 호감을 얻는 데 도움이 됩니다.

V. 결론: 기술 파트너와 손을 잡고 친환경 자원의 미래를 승리로 이끄세요.

폐기물 SCR 촉매는 채굴이 필요한 '풍부한 광산'입니다. 성공적인 재활용은 신뢰할 수 있는 기술, 성숙한 프로세스, 풍부한 엔지니어링 경험에 달려 있습니다.

헨켈은 유해 폐기물 재활용 및 희귀 금속 재활용 기술을 전문으로 하며 폐기물 촉매 성분 분석, 공정 설계, 핵심 장비 공급부터 턴키 EPC 및 운영 지원에 이르는 광범위한 솔루션을 제공합니다. 당사의 티타늄, 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴 폐탈질 촉매 회수 공정은 고객의 환경적, 경제적 이점을 극대화하도록 설계되었습니다.

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