以废旧钒钛脱硝催化剂为原料的钛基陶瓷及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供一种W废旧饥铁脱硝催化剂为原料的铁基陶瓷及制备方法，属危险固 废处置和资源化利用领域。
【背景技术】
[0002] 氮氧化物是造成雾靈的主要祸首，烟气脱硝成为当前大气污染治理的重点。早期 的饥铁体系脱硝催化剂运行寿命已到，因其活性组分V205有剧毒，废弃饥铁体系脱硝催化 剂会再次威胁环境安全，被国家环保部列为危废，要求严格监管和特殊处置。因此，如何有 效无害化处置废弃饥铁体系脱硝催化剂成为亟待解决的环保难题。目前，我国每年约有100 万m的废弃饥铁脱硝催化剂需处理，国内外现有主要处理方式是深埋，但V2〇5会溶于地下 水（溶解度8g/L)，从而进入生物链危害生态安全，所W填埋处理方式不可取。
[0003] 现有处理废弃饥铁催化剂专利中，专利〔肥01310370818.8采用5~30%的硝 酸溶液清洗废旧饥铁脱硝催化剂表面，再用5~40%氨氧化钢溶液除神，用2~20%的 硫氨化钢除隶，回收脱硝粉体。专利CN201410623778.8设计连续化装置回收废旧饥铁脱 硝催化剂中饥、钢、铁元素。专利CN201410694166.8把鹤、饥混合物整体提取使用。专利 CN201510265236. 2将废旧饥铁脱硝催化剂经过浸出后得到富铁浸出渣和含鹤钢饥的浸出 液，并通过对浸出液中有价组分同步纯化后进行各个物质含量的比例调节，制备催化组分 的混合物，并进一步制备为新的催化剂。专利CN201210220296.9通过电解槽电解得到电解 槽中负极混合液，过滤分离得到含饥混合溶液的二次电解，用碱性溶液调节正极混合液pH， 再用锭盐溶液沉淀饥，最后经灼烧得到含饥的淡黄色固体。专利CN201410471988.X将催化 剂中的五价饥还原为四价饥，然后用氧化剂再将酸性溶液中的四价饥氧化为五价饥，通过 调节溶液的抑值，在一定条件下使五价饥充分水解而沉淀。专利CN201410215948. 9利用 异构C13脂肪醇聚氧乙締酸乳化剂和氨氣酸制成的清洗液超声清洗废旧饥铁脱硝催化剂。 专利CN201410839451. 4将粉碎后的饥铁脱硝催化剂与适量氨水、去离子水、偏饥酸锭进行 揽拌混合，使混合物的含水量达到30~35%，PH> 7. 5。专利CN201420663514. 0公开了一 种疏通蜂窝式再生SCR催化剂孔道的装置。专利CN201110282237.X设计了由吹灰装置、清 洗装置、废液收集装置及热空气烘干装置整合的在清洗的装置，在催化剂失效的早期，对催 化剂进行在线清洗效果明显。专利CN201210377353.4将废旧饥铁催化剂经预处理、与侣抓 ±聚合反应、与侣酸巧粉调整反应、压滤后处理制备了污水絮凝剂。专利CN201410013459.5 采用磁性分离器对废旧饥铁催化剂分类、烙融，作为炉渣填埋。上述专利中，没有从根本上 实效解决废弃饥铁脱硝催化剂的无害化，且资源化制备污水絮凝剂和炉渣，没有较高的市 场价值。
[0004]目前，国内尚没有一家有资质的公司能安全处理废旧饥铁脱销催化剂。鉴于国内 即将面临大量有毒废旧饥铁脱硝催化剂，缺乏先进的安全处置和资源化技术问题，本发明 仓Ij新性地提出利用废旧饥铁脱硝催化剂制备高性能陶瓷W实现V2〇煎固化，研发利用废旧 饥铁脱硝催化剂生产无毒的高性能精细陶瓷的新技术、新工艺，根本解决大批量安全处置 有毒废旧饥铁脱硝催化剂，并实现其高附加值资源化利用。主要依据是：催化剂中Ti〇2载体 占催化剂粉体的80%-90%，为制备氧化铁精细陶瓷提供了高纯含量的原料保障，且V2化、 碱金属烙点低，作为促烧剂广泛运用于陶瓷生产中。本发明的成功应用会彻底解决有毒饥 铁废旧催化剂的二次污染，必将产生巨大的环保、经济和社会效益。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种W废旧饥铁脱硝催化剂为 原料的铁基陶瓷，本发明得另一目的事提供上述铁基陶瓷的制备方法。
[0006] 本发明得技术方案为：本发明采用离子固溶思想：筛选合适的饥离子固溶剂，将 其与饥元素发生固溶或固相反应，生成不溶于水且具有一定强度的固化物，从而彻底消除 原废旧饥铁脱硝催化剂中饥的水溶性污染。W废弃饥铁脱硝催化剂为主要原料，添加少量 娃源粉料、侣源粉料，研发一种环保多用途铁基陶瓷，目的是彻底实效地解决废旧有毒饥铁 脱硝催化剂的二次污染和高附加值资源化利用。
[0007] 本发明的具体技术方案为：W废旧饥铁脱硝催化剂为原料的铁基陶瓷，其特征在 于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：废旧饥铁脱硝催化剂30% -80%; 娃源粉料0.22 % -45% ;侣源粉料0.06 % -18% ;促烧剂0.02 % -9 %;V元素固溶剂 0.1% -10%。
[000引上述的废旧饥铁脱硝催化剂对所有厂商的废弃饥铁脱硝催化剂都适用。
[0009] 优选所述的娃源粉料为石英粉、黏±或Si〇2粉体中的一种或几种；所述的侣源粉 料为Al2〇3粉体或长石中的一种或几种；所述的促烧剂为碱金属氧化物或碱±金属氧化物 中的一种或多种；所述的￥元素固溶剂为佩2〇5、82〇3少63〇4、1〇〇3、了曰2〇5或化〇中的一种或多 种。
[0010] 优选所述的黏±为高岭±、或膨润±、或娃藻±或蒙脱±中的一种或几种；所述的 长石为钟长石、或钢长石或巧长石中的一种或几种；所述的碱金属氧化物为Na2〇或而0中的 一种或几种；所述的碱上金属氧化物为MgO或化0中的一种或几种。
[0011] 本发明还提供了上述铁基陶瓷的制备方法，其具体步骤如下：
[001引 1)原料粉碎
[0013] 将废旧饥铁脱硝催化剂依次经破碎机破碎、球磨机粉碎后，过50目标准筛均化备 用；将娃源粉料、侣源粉料、促烧剂及V元素固溶剂均需分别球磨过50目标准筛均化备用；
[0014]。配制浆料
[0015] 按权利要求1所述陶瓷原料配方，依次称取步骤1)制备好的各种原料粉体，将其 倒入浆料池中配制浆料；
[0016] 3)压滤混练
[0017] 将步骤2)配制的浆料置于压滤机脱水；然后将脱水的泥料置于真空练泥机中，练 泥至气体全部排出；再将练泥后的泥料密封陈腐；
[001引 4)巧体成型
[0019] 将陈腐后的泥料加入模具中加压后保压，将样品取出打碎；再将预压打碎后泥料 重新加入模具加压后保压，制得陶瓷巧体阴干备用；
[0020] W干燥般烧
[0021] 将步骤4)制备的陶瓷巧体置入干燥箱中干燥；再将干燥好的陶瓷巧体置入害炉 中，在1100~1250°C下保溫0. 5-3小时般烧；
[002引 6)成品检验
[0023] 将烧制好的陶瓷进行抛光处理，经检验无损伤后，进行包装出厂。
[0024] 优选步骤扣中压滤机脱水的压力为（78~110)*104Pa。优选步骤扣中练泥时间 为1~4小时；陈腐时间为3~7天。
[002引优选步骤4)中两次加压压力均未10~15MPa，保压时间均为4~6分钟。
[0026]优选步骤5)中的干燥溫度为60~80°C，干燥时间为4~6小时。
[0027] 有益效果：
[0028] 制备的铁基陶瓷制品中V元素浸出率远低于GB26452-2011《饥工业污染物排放标 准》V元素含量的限值要求Ippm)，彻底实效地解决了废旧有毒饥铁脱硝催化剂的二次 污染和高附加值资源化利用。本发明铁基陶瓷成本低廉，性能优异（性能指标达到或优于 商业纯Ti〇2陶瓷），制备工艺简单，可用作纺织瓷、建卫瓷、及艺术瓷等，具有广阔的市场前 景。
【附图说明】
[0029] 图1为实施例1所制备的铁基陶瓷样品照片。
【具体实施方式】
[0030] 实施例1
[003。铁基陶瓷原料配比为：废旧饥铁脱硝催化剂80%，石英粉0. 10%，Si02粉 体0. 12%，钟长石0. 39%，钢长石0.39%，胞203%，K203%，Mg0 1.5%，Ca0 1.5%， Nb2052%，B2032%，Fe2032%，Mo032%，CuO2%。其制备工艺步骤如下：
[00础 1)原料粉碎
[0033] 将废旧饥铁脱硝催化剂依次经破碎机破碎、球磨机粉碎后，过50目标准筛均化备 用；另娃源粉料、侣源粉料、促烧剂及V元素固溶剂均需分别球磨过50目标准筛均化备用；
[0034]。配制浆料
[0035] 依据所述陶瓷原料配方，依次称取步骤1)制备好的各种原料粉体，将其倒入浆料 池中配制浆料。
[003引如压滤混练
[0037]将步骤2)制备好的均匀泥浆置于压滤机脱水，压力为78*104Pa;继而将脱水的泥 料置于真空练泥机中，练泥1小时直至气体全部排出；再将练泥后的泥料密封陈腐3天； [00測 4)巧体成型
[0039] 将陈腐后的泥料缓缓加入模具中缓慢加压至lOMPa，保压4分钟后，将样品取出打 碎；再将预压打碎后泥料重