[发明专利]二氧化硫氧化制硫酸耐砷催化剂及其制备方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种二氧化硫氧化制硫酸的钒催化剂，特别涉及一种二氧化硫氧化制硫酸的 耐砷抗毒催化剂。

背景技术

二氧化硫氧化制硫酸催化剂用于硫酸生产装置中将SO₂氧化转化为SO₃。目前我国二氧 化硫氧化制硫酸催化剂存在的主要问题是催化剂活性衰减速度快，转化率不稳定，催化剂使 用寿命低。其主要原因是优质硫铁矿资源日益减少，现普遍使用的硫铁矿中杂质(特别是砷、 氟等有害杂质)含量较高，这些杂质极易导致催化剂粉化或中毒失活。其中砷、氟的存在会 导致二氧化硫氧化制硫酸催化剂永久中毒，氟化氢极易导致催化剂结构破坏粉碎，进而导致 催化活性降低、催化床层气阻增大。因此需要对二氧化硫氧化制硫酸催化剂的结构性助催化 剂种类及组方进行调整或制备工艺进行改进，以适应高砷、氟原料生产硫酸的需求。

已有技术中，国内二氧化硫氧化制硫酸催化剂结构性助催化剂通常为钠盐、钾盐，通用 的生产工艺流程为：硅藻土精制；五氧化二钒、碱金属母液其它助剂溶化与硫酸中和；中和 物再与精制硅藻土、其他助剂混碾，成型，干燥，煅烧而制成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化硫氧化制硫酸耐砷催化剂及其制备方法，本发明的催 化剂能满足高砷、氟原料生产硫酸的工艺要求，具有耐毒能力强、抗粉化、强度高、活性稳 定性好等性能，提高硫酸制造行业对资源的适应能力，以利于硫铁矿资源的充分有效利用。

本发明的设计思想是：在传统的钒-钾(钠)-硅体系中加入钙盐、锡盐、铝盐作为结 构助剂和耐毒助剂，使其具有耐砷、氟等有毒物质和抗粉化能力，并保持稳定的活性。

本发明的技术方案在于：在钒催化剂中加入助剂：钙盐、锡盐和铝盐，钒催化剂的重量 百分比为：V₂O₅6.0-8.0％、K₂O/V₂O₅2.8-3.0(摩尔比)、Na₂SO₄5.0-15.0％、CaO 5.0 -20.0％、SnO1.0-10.0％、Al₂O₃0.5-3.0％，其余为硅藻土。

本发明所述的钙盐助剂是：碳酸钙、硝酸钙、氧化钙中的一种或几种的混合物。

本发明所述的锡盐助剂是：氯化亚锡、氧化亚锡、氧化锡中的一种或几种的混合物。

本发明所述的铝盐助剂是：磷酸二氢铝、硫酸铝、三氧化二铝中的一种或几种的混合物。

本发明所说的硅藻土为赛力特硅藻土、长白山硅藻土、山东临朐硅藻土、云南寻甸硅藻 土中的一种或几种混合物。

本发明所述的二氧化硫氧化制硫酸耐砷催化剂的制备方法，其特征在于：硅藻土经过水 选、酸处理后压滤、干燥制成载体；氢氧化钾、五氧化二钒按比例溶解提纯得混合溶液；然 后用硫酸中和制得V₂O₅、K₂SO₄胶体混合物，胶体沉淀物静置渗透；按比例将胶体沉淀物 与钙盐、锡盐和铝盐、精制硅藻土加入碾子中混合均匀，碾成可塑性物料，经成型、干燥、 焙烧、过筛和包装工序制成钒催化剂。

本发明针对目前我国硫酸生产原料砷、氟含量高的现状，在传统二氧化硫氧化制硫酸催 化剂以钒化合物为活性组分的基础上，采用钙盐、锡盐、铝盐作为结构助剂和耐毒助剂，与 精制载体形成高强度骨架结构，经混碾、干燥、高温共熔制得耐砷催化剂。通过配方调整， 提高了催化剂强度和抗毒性能，从而提高了催化剂使用寿命；在制备工艺上，增加静置渗透 工序，使物料混合更均匀，提高了催化剂的稳定性。本发明耐砷抗毒能力高出传统催化剂3 -4倍，SO₂转化率稳定保持在99.6％以上。

本发明的耐砷催化剂，可用于焙烧硫铁矿制酸、湿法转化制酸、高低气浓SO₂制酸等SO₂转化成SO₃行业，适用于硫酸生产装置的转化器的任何部分。特别适用于砷、氟含量较高的 有色金属冶炼烟气制酸和硫铁矿制酸。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的内容。

实施例1