[發明專利]一種釩鈦磁鐵礦制備脫硝催化劑的方法

在審

• 申請號: 202010560018.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111729666A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 張柏林;張深根
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01J23/28
• 分類號: B01J23/28;B01J23/30;B01J35/02;B01J35/04;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明提供了一種利用釩鈦磁鐵礦原礦、尾礦、釩渣、高爐渣及脫硫渣制備脫硝催化劑的方法，包括研磨、成分調配、成型、焙燒步驟，首先將釩鈦磁鐵礦破碎至平均粒徑≤0.5mm，再通過成分調配使V₂O₅含量為0.1?5wt.%、TiO₂含量為1?50wt.%、WO₃或MoO₃含量為0.5?10wt.%、其余為35?98.4wt.%，最后經過成型、焙燒得到脫硝催化劑。本發明提供的一種釩鈦磁鐵礦制備脫硝催化劑的方法既實現了釩鈦磁鐵礦原礦、尾礦及釩渣的高值化利用，又降低了脫硝催化劑的生產成本，具有重要的環境效益和經濟價值。

技術領域

本發明屬于煙氣脫硝及資源高值化利用領域，具體涉及一種釩鈦磁鐵礦制備脫硝催化劑的方法。

背景技術

選擇性催化還原（SCR）技術是實現工業煙氣NO_x超低排放的重要手段，其脫硝催化劑是技術的核心。目前，廣泛使用的脫硝催化劑為釩鈦系催化劑，其中釩的原料通常為釩的可溶性鹽，鈦為鈦白粉，其價格昂貴，導致脫硝催化劑成本高。釩鈦磁鐵礦為天然礦產，不同產地的釩鈦磁鐵礦成分略有差異，其中釩含量約0.1-3%、鈦含量約1-30%、其余主要為鐵，同時還含有一定量的鈷、硅、硫等元素。釩鈦磁鐵礦主要用途是煉鐵，其綜合利用方式則是同時在其尾礦、渣相中提取釩、鈦。釩鈦磁鐵礦選礦的尾礦中釩含量較低，而鈦含量相對較高；冶煉過程產生的鐵水脫硫渣中釩含量達1-4%，半鋼脫硫渣中釩含量可達4-9%，而釩渣中的釩含量可達到10-25%之高，具有極高的利用價值。釩鈦磁鐵礦中的釩、鈦主要以氧化物形式（如V₂O₅和TiO₂）存在，適合于制備脫硝催化劑，以實現其高值化利用。然而，現有技術中采用釩鈦磁鐵礦的高值化利用方式較少。

專利CN109554543B公開了一種低品位釩鈦磁鐵礦的利用方法，將低品位釩鈦磁鐵礦與作為還原劑的金屬鋁粉共混，將低品位釩鈦磁鐵礦與金屬鋁粉混合物加熱至溫度950-1400℃發生還原反應，反應完后分離渣，獲得鋁鐵鈦合金。該方法利用了低品位釩鈦磁鐵礦，但將鋁粉作為還原劑反應后將隨渣相分離，生成成本高，未能實現釩鈦磁鐵礦的高值化利用。專利CN109046760A公開了一種釩鈦磁鐵礦尾礦的回收利用方法，能有效地回收尾礦中的鈦鐵礦，所得鈦精礦中回收率可以達到23%以上，但其中有價組分釩未能實現有效利用。專利CN110935439A公開了一種整體式脫硝催化劑及其制備方法，以勃姆石粉為前體物制備蜂窩體鈦鋁復合氧化物結構，然后將鎢、釩活性金屬負載到整體式鈦鋁復合氧化物上，得到整體式脫硝催化劑。該方法采用鈦、鎢、釩純料為原料，其制備成本高。釩鈦組分是目前常用催化劑的最主要成分，其原料成本高，是制備脫硝催化劑中最主要的成本費用。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種釩鈦磁鐵礦制備脫硝催化劑的方法。根據釩鈦磁鐵礦中天然具有釩鈦組分的特性，采用釩鈦磁鐵礦制備脫硝催化劑，采用研磨與成分調配手段，實現催化劑組分的均勻分布，綜合利用了釩鈦磁鐵礦中的釩、鈦、鐵、硅、鋁等元素，降低雜質成分的影響。既可高值化利用釩鈦磁鐵礦原礦、尾礦、釩渣、高爐渣及脫硫渣，又可降低脫硝催化劑生產成本。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種釩鈦磁鐵礦制備脫硝催化劑的方法，所述方法以釩鈦磁鐵礦為原料制備脫硝催化劑，包括：研磨、成分調配、成型、焙燒步驟；具體為：

將釩鈦磁鐵礦研磨破碎，再通過成分調配步驟來調整V₂O₅、TiO₂、WO₃或MoO₃的含量，最后經過成型、焙燒得到脫硝催化劑。

其中，調整V₂O₅組分可采用可溶性釩鹽，所述可溶性釩鹽包括偏釩酸銨、釩酸銨、異丙氧基氧化釩中的一種或一種以上；