[发明专利]一种净化矿热炉尾气催化剂的制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种净化矿热炉尾气催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域，本发明以TS‑1分子筛为载体负载金属氧化物作为核，以介孔SBA‑15作为壳进行自组装制备核壳催化剂；本发明的核壳分子筛具有活性高、脱除效果好，制备方法简单，易操作，成本低等特点。

技术领域

本发明涉及一种净化矿热炉尾气催化剂的制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

近年来，有色冶金、磷化工、煤化工等矿热冶炼工业在给科技发展带来便利的同时，也给环境造成负担，特别是部分生产中因能源利用和回收不合理等因素，产生的大量尾气将会演变成大气污染源之一，它们具有沉积性、多变性等特点，在环境中不断地迁移转化，不但会对人体健康产生负面的影响，更会对生态环境造成严重的威胁。矿热冶炼生产过程属于高耗能、高污染的冶炼生产过程，矿热冶炼技术生产工业产品的过程中会伴随大量富含CO的气体生成，含量约为80%~85%，矿热尾气主要的气体及其体积百分比或者含量如下：H₂（7%），CO₂（2.4%），O₂（0.5%），N₂（7%），AsH₃（210 mg·m^-3），H₂S（800 mg·m^-3），PH₃（275mg·m^-3），HCN（500mg·m^-3），COS（550 mg·m^-3），CS₂（350 mg·m^-3），Hg⁰（12～18 mg·m^-3）等。其中，HCN经过催化水解会产生NH₃，COS和CS₂经过催化水解反应会生成H₂S。所以，本研究欲采用一种催化剂同时脱除矿热炉尾气中PH₃、H₂S、AsH₃、NH₃。目前PH₃、H₂S的脱除方法包括吸收法、液相催化氧化法、湿式氧化法、吸附-氧化法及催化分解法等，AsH₃的脱除技术包括溶液吸收法、吸附法、催化分解法、催化氧化法等。NH₃的净化技术包括吸收法、吸附法、高温燃烧法、催化氧化法和催化分解等。催化氧化法应用广泛、二次污染小、脱除效果理想，所以本研究选用催化氧化法进行气体脱除。

CN104888692A公开了名称为“一种同时脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢吸附剂的制备方法”的发明，通过该发明制备的材料对磷化氢和砷化氢具有很好的净化效果，但是所用吸附剂存在易于穿透的缺点。

CN104888845A公开了名称为“一种用于催化氧化氨气的铂/铈铝-分子筛催化剂及其制备方法”的发明，该发明催化剂层的催化活性中心由贵金属铂、铈-铝复合氧化物和铷改性分子筛组成，使用贵金属铂成本高，增加了工业成本；同时催化剂反应温度在200℃左右时，氨气转化率很低。

目前，关于同时催化氧化脱除矿热炉尾气中PH₃、H₂S、AsH₃、NH₃的催化剂的制备方法未见到报道。

发明内容

针对现有技术中矿热炉尾气中杂质脱除的问题，本发明提供了一种净化矿热炉尾气催化剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）在金属盐溶液中加入TS-1分子筛，混合搅拌2～5h后，旋蒸，干燥后焙烧，获得金属氧化物/TS-1分子筛催化剂；

所述金属盐为金属Ⅰ盐和金属Ⅱ盐，金属Ⅰ盐为铜盐、铁盐、镍盐中的一种，金属Ⅱ盐为铈盐、锆盐、镧盐中的一种，金属Ⅰ占TS-1分子筛质量的10～40%；金属Ⅱ占TS-1分子筛质量的0.5～5%；旋蒸是在40℃～80℃下处理0.5h～1.5h，焙烧是在为350℃～600℃下处理3～6h；

（2）将硅源加入到稀酸溶液中，在室温下搅拌并静置老化；