発電所の使用済み脱硝触媒からのチタン、タングステン、バナジウム、モリブデンの回収：廃棄物を宝に変え、「都市鉱山」を掘り起こす。

要旨： 環境保護の要求がますます厳しくなるにつれ、石炭火力発電所や製鉄所から排出される使用済み脱硝触媒（SCR）の数が劇的に増加しており、これらは廃棄コストが高い有害廃棄物に分類されている。しかし、これらの使用済み触媒には、チタン、タングステン、バナジウム、モリブデンなどの希少な戦略金属が豊富に含まれており、これは巨大な「都市鉱山」である。本稿では、使用済み脱硝触媒からチタン、タングステン、バナジウム、モリブデンを回収するプロセスを詳細に分析し、環境負荷をかなりの経済的利益に変える方法を提供し、企業のグリーンリサイクルと付加価値資源の実現を支援する。

キーワード： 廃脱硝触媒リサイクル、チタン、タングステン、バナジウム、モリブデンリサイクルプロセス、SCR触媒資源、有害廃棄物処理、レアメタルリサイクル、グリーン冶金

I. 差し迫った課題と機会：なぜ使用済みSCR触媒のリサイクルが必要なのか？

選択的触媒還元（SCR）技術は現在、排ガス脱硝の最も効果的な方法であるが、その中核部品である触媒の寿命は2～3年である。耐用年数が切れた後に発生する使用済み触媒は、2つの中心的な問題に直面している：

1. 環境リスクと処理圧力： 廃SCR触媒は、有毒な五酸化バナジウムを含むため、国家有害廃棄物リストに掲載されている。従来の埋立処分はコストがかかるだけでなく（処分費用は1トン当たり数千ドルに達することもある）、重金属の溶出によって土壌や地下水が汚染されるという長期的な環境リスクもある。

2. 資源価値の莫大な浪費： 廃触媒は「廃棄物」ではなく、主に二酸化チタン（TiO₂）担体と、活性成分としてのタングステン（W）、モリブデン（Mo）、バナジウム（V₂O₅）で構成されている。これらは高価な戦略金属であり、特にタングステンとバナジウムは希少価値が高い。これらをリサイクルすることは、資源のリサイクルとサプライチェーンの安全保障のために避けられない選択である。

従って、使用済み脱硝触媒からチタン、タングステン、バナジウム、モリブデンを高効率で回収するプロセスの開発は、環境面でも経済面でもメリットがあり、幅広い市場展望を持つ。

技術の核心：共同プロセスルートの効率的な分離・精製

使用済みSCR触媒の回収は単一の技術で完結するものではなく、一連の微細な共同プロセスが必要である。現在、主流かつ効率的なプロセスルートは以下の通りである：

1.前処理と活性化段階：

• 分解・粉砕： 廃触媒モジュールを分解・粉砕し、反応比表面積を高めるために適切な粒子径にする。

• 焙焼と活性化： 高温で焙焼し、付着している有害有機物質（ヒ素、硫黄など）を除去し、物理的構造を変化させ、その後の有価金属がより容易に溶出できるようにする。

2.有価金属の選択的浸出：
これは、プロセス全体における重要なリンクである。目標は、できるだけ多くのタングステン、バナジウム、モリブデンを溶液中に溶出させる一方で、二酸化チタンをできるだけ長くスラグ中に残存させることである。

• アルカリ浸出（主流）： 苛性ソーダ（NaOH）またはソーダ灰（Na₂CO₃）溶液を浸出剤として使用し、特定の温度と圧力で、タングステン、バナジウム、モリブデンは可溶性のナトリウム塩（例えば、Na₂WO₄、Na₂VO₃、Na₂MO₄）の形で溶液中に入るが、二酸化チタンは不溶性である。酸化チタンは不溶性で「チタンスラグ」を形成する。

• 酸浸出法： 酸溶液を使用するが、この方法はチタンの溶解につながる可能性があり、その後の分離の難易度を増加させるため、アプリケーションは比較的小さい。

3.浸出液の精製と分離：
得られたアルカリ浸出液は組成が複雑であり、単一の金属製品を得るためには微細な分離が必要である。

• 溶媒抽出（高効率で好ましい）： 現在最も分離効果の高い技術である。有機相と水相における異なる金属イオンの分配比の違いを利用して、タングステン、バナジウム、モリブデンを効率的かつ選択的に分離し、多段抽出と逆抽出によって濃縮精製することができる。

• イオン交換／化学沈殿： 分離にも使用できるが、高濃度で複雑な溶液を扱う場合、溶媒抽出ほど効率的で純度が高くない場合がある。

4.チタンスラグの製品調製と利用：

• 金属化合物の調製： 分離精製後の溶液は、蒸発晶析、酸沈殿、焼成などの工程を経て、高純度のパラタングステン酸アンモニウム（APT）、五酸化バナジウム（V₂O₅）、モリブデン酸アンモニウムなどの製品を調製する。

• チタンスラグの資源化： 分離されたチタンが豊富なスラグは純度が高く、二酸化チタンの製造や人工ルチルの製造のための高品質の原料として使用することができ、その価値を十分に利用することができます。

第三に、プロセスの利点：なぜ専門的なリサイクル技術を選ぶのか？

単純な埋め立てや低レベルの使用と比べ、専門的なチタン、タングステン、バナジウム、モリブデンのリサイクルプロセスには 比類のない利点があります：

• 高い資源化率： チタン、タングステン、バナジウム、モリブデンの完全回収を達成し、資源の総合利用率は95％以上に達する。

• 著しい経済効果： 有害廃棄物処理にかかる高いコストを、価値の高い金属化学品の販売による収入に転換し、高い投資収益率を実現する。

• 環境にやさしい： 有害廃棄物の全プロセスは「無害化、削減、資源化」で、環境危害を完全に排除し、国家循環経済と環境政策に合致する。

• 強力な技術障壁： 成熟したプロセスパッケージとエンジニアリング経験が核心的な競争優位性を構成し、市場の需要を満たす高純度製品を安定して生産できる。

投資価値：コストセンターからプロフィットセンターへの戦略的転換

発電グループ、環境保護企業、資源リサイクル企業にとって、廃棄物SCR触媒リサイクルプロジェクトの建設に投資または協力することは、重要な戦略的アップグレードである：

• 処理問題の解決： 有害廃棄物処理の「悩み」を根本的に解決し、環境コンプライアンスのリスクを軽減する。

• 第二の道を切り開く： 純粋な発電事業や環境保護事業から、希少資源のリサイクル分野に進出し、新たな利益成長の柱を作る。

• ESGパフォーマンスを高める： 完璧な資源リサイクルモデルは、企業のグリーンイメージと社会的責任スコアを大幅に向上させ、政策と資本市場の好感を得ることに貢献する。

V. 結論：技術パートナーと手を携えて、グリーン資源の未来を勝ち取ろう

廃SCR触媒は、採掘が必要な「豊富な鉱山」である。リサイクルの成功は、信頼できる技術、成熟したプロセス、豊富なエンジニアリングの経験にかかっている。

当社は有害廃棄物のリサイクルとレアメタルのリサイクル技術を専門としており、廃棄物触媒の組成分析からプロセス設計、中核機器の供給、ターンキーEPC、操業サポートに至るまで、あらゆるソリューションを提供している。使用済み脱硝触媒のチタン、タングステン、バナジウム、モリブデン回収プロセスは、お客様の環境的・経済的利益を最大化するように設計されています。

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