一种酸解残渣制备脱硝催化材料的方法
【专利摘要】一种酸解残渣制备脱硝催化材料的方法属于环境催化材料及环境保护领域，提供一种回收利用硫酸法生产钛白工艺的工业废渣酸解残渣制备脱硝催化材料的方法。将酸解残渣加入水，搅拌形成均匀的悬浊液，再与乙酸锰溶液混合均匀，磁力搅拌15～45min得到混合溶液；将上述混合溶液加热至80～95℃，加入2mol/L的尿素溶液，磁力搅拌15～45min；加入氨水，至pH＝10～11，磁力搅拌15～45min后冷却；或再加入双氧水至悬浊液颜色不再发生变化，磁力搅拌15～45min后冷却；离心分离出底部沉淀，水洗，醇洗；75～105℃干燥10～15h；450～650℃焙烧2～4h制得催化材料粉末。所述方法采用工业废渣，成本低，流程短，适用于工业化生产。所制备的催化材料在260℃～360℃脱硝率为60％～80％。
【专利说明】一种酸解残渣制备脱硝催化材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境催化材料及环境保护领域，具体为一种利用工业废渣酸解残渣制备SCR脱硝催化材料。
【背景技术】
[0002]我国主要采用硫酸法生产钛白，以硫酸、钛铁矿为原料，经酸解、净化、水解、水洗、漂洗、盐处理、煅烧、粉碎与后处理等工序而制得。该法工艺已经定型，和氯化法相比，设备和操作比较简单，建厂投资较低，原料价廉易得。该法的主要缺点是产生大量的废物，每生产It钛白排出渣液约400kg，其中固体残渣约120kg。固体残渣大部分是未反应的矿粉。该残渣液经沉降过滤后，钛液回收返回酸解工序，残渣送往渣场堆放。据统计，2013年，全国钛白粉总产量首次突破200万吨，这就意味着产生的残渣高达24万吨，因此残渣利用及处理对保护环境具有重大的意义。
[0003]氮氧化物是引起酸雨、光化学烟雾及PM2.5的主要原因之一。选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)是目前最重要的一种烟气脱硝方法。其以氨水或尿素为脱硝剂，在吸收塔内的催化材料作用下作催化选择吸收。烟气脱硝的商业SCR催化材料的组成为V2O5 (WO3) /TiO2 (锐钛矿)，其运行温度一般在350?400°C，催化材料成本高，占到总体成本30%?50%，且安装运行费用较高。因此研发具有低成本催化材料是关键，响应了当前的NOx化物的减排政策，也对我国国民经济高速发展及绿色的生态环境建设具有重大的意义。
[0004]基于Mn氧化物优异的脱硝低温活性，国内外制备锰钛体系催化材料基本都使用钛白为原料，添加Fe等助剂以提高脱硝活性，并添加SiO2等制备复合载体，SiO2的加入不但可以增加载体的比表面积，更重要的是能提高催化材料的抗碱中毒性能。本发明选用的酸解残渣化学成分见表I。
[0005]表I酸解残渣化学成分
【权利要求】
1.一种酸解残渣制备脱硝催化材料的方法，其特征在于步骤如下: 将酸解残渣加入水，搅拌形成均匀的悬浊液，再与乙酸锰溶液混合均匀，磁力搅拌15?45min得到混合溶液；其中乙酸锰溶液中的Mn与酸解残渣中的(Ti+Si)摩尔比:为0.13?0.9:1 ;将上述混合溶液加热至80?95°C，加入2mol/L的尿素溶液，磁力搅拌15?45min ;加入氨水,至pH = 10?11,磁力搅拌15?45min后冷却；或再加入双氧水至悬池液颜色不再发生变化，磁力搅拌15?45min后冷却；离心分离出底部沉淀，水洗，醇洗；75?105°C干燥10?15h ；450?650°C焙烧2?4h制得催化材料粉末。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:酸解残渣:尿素溶液中的尿素:双氧水溶液中的双氧水的质量比为1:5?10:0?0.5。
【文档编号】B01J32/00GK104001501SQ201410226151
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】崔素萍, 田国兰, 郭红霞, 王亚丽, 马晓宇, 王剑锋, 张良静, 罗小根, 项泽强 申请人:北京工业大学