[发明专利]一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括以下步骤：称取研磨后的稀土尾矿放入烧杯中，加入一定体积稀释后的硫酸，用玻璃棒充分搅拌至泥团状，放入玛瑙罐中，球磨并混合均匀，在模具中按压成型，经烘干，焙烧后得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。本发明利用稀土尾矿作为催化剂的活性组分，用硫酸处理稀土尾矿使其本身具有粘结性，不仅提高了稀土尾矿自身的脱硝活性，还使其能成型为蜂窝状催化剂，具有较强的机械强度，同时还避免了粘接剂的使用。采用本发明所述方法制备的催化剂在NH₃和NO为1:1的条件下，用O₂和N₂配平使用，脱硝率最高达86％。

技术领域

本发明涉及催化剂加工技术领域，尤其涉及一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法。

背景技术

目前，工业生产中普遍应用的脱硝催化剂为钒基催化剂，其在实际应用过程中普遍存在高温活性差、选择性差和二次污染等问题。而目前实验室研究的催化剂虽然脱硝率较高，但其制备方法较为复杂，且制备成本较高，很难实现工业化生产和应用。

白云鄂博矿是一座大型的铁、稀土、铌等多金属共生矿，目前已发现71种元素和172种矿物。而经过选矿后的白云鄂博稀土尾矿中仍含有大量的稀土元素和过渡金属元素，经研究表明，尾矿中的稀土氧化物和铁系氧化物是制备催化剂的常规原料。稀土尾矿廉价易得而且具有良好的催化性能和抗硫能力，是作为脱硝反应催化剂的良好选择。同时，由于稀土尾矿的多年积累，其储量已高达2亿吨，但是却没有被有效的利用起来，进而造成了严重的资源浪费和环境污染。因此，促进稀土尾矿资源的二次综合利用迫在眉睫。

白云鄂博矿经过选矿工艺得到的稀土尾矿，其主要成分为萤石(即氟化钙)。目前用硫酸法处理稀土尾矿，能使稀土元素和Fe₂O₃浸出，同时萤石也会与硫酸进行反应，从而影响稀土元素和Fe元素等活性组分的回收，所以一般加入柠檬酸来抑制氟化钙的溶解。同时，在成型工艺中氟化钙与硫酸反应生成的硫酸钙能在成型过程中起到增加流动性和粘性的作用。

此外，前期研究发现，稀土尾矿本身具有一定的催化活性，利用酸处理成型的蜂窝状催化剂对比未处理过的尾矿制成的蜂窝状，不仅脱硝活性大大提高，在制备蜂窝状过程中，催化剂坯体的流动性大大增加，且成型的蜂窝状催化剂的机械强度也得到了极大提高。

发明内容

本发明在提供了一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，将稀土尾矿经过酸处理后，再进行成型加工，制备成蜂窝状催化剂，其具有较高的脱硝活性和机械强度，所述稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取稀土尾矿放入烧杯中，倒入硫酸溶液，用玻璃棒充分搅拌至泥团状；

2)将泥团状催化剂原料进行球磨处理；

3)将球磨后的催化剂泥团取出，装入蜂窝状催化剂模具中，按压成型；

4)将成型后的催化剂进行烘干，然后放入马弗炉中焙烧，得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。

进一步地，所述步骤1)中稀土尾矿为白云鄂博稀土尾矿，粒径为200目。

进一步地，所述步骤1)中的稀土尾矿中碱金属、碱土金属氧化物含量为33.52％、过渡金属氧化物含量为30.88％、稀土金属氧化物含量为2.47％。

进一步地，所述步骤1)中稀土尾矿中的主要稀土元素主要为Ce、Pb、Nb。

进一步地，所述步骤1)中硫酸溶液的浓度为0.5-16mol/L，每20g稀土尾矿中使用硫酸溶液的量为5-15mL。

进一步地，所述步骤2)中球磨的转速为600r/min，球磨时间为2h。

进一步地，所述步骤4)中烘干温度为70℃，烘干时间为30min。