[发明专利]一种SCR烟气脱硝催化剂及其原料钛钨粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SCR烟气脱硝催化剂及其原料钛钨粉的制备方法，尤其涉及一种利用含钛高炉渣制备SCR脱硝催化剂及其原料钛钨粉的方法。

背景技术

高炉炼铁过程中会排出大量高炉渣，如果不进行适宜处理会占用土地、污染环境、并造成资源浪费。高炉渣中含有钛、硅、铝、钙等有价值的金属，可采取合适的方法分离提取并加工成化工产品，合理利用该工业废弃物资源的同时解决其带来的环境污染问题。

含钛高炉渣的TiO₂品位较高，具有很高的回收利用价值。含钛高炉渣的回收利用目前主要包括以下几个方面：

（1）用作建筑材料

高炉渣中通常有较高含量的CaO、SiO₂、Al₂O₃，因而常被制成水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣、矿渣棉等，用作水泥的原料，或者制砖、制砂、铺路等的建筑材料。

（2）用作化工原料

如含钛高炉渣可用于制取微晶玻璃（CN 89105864.8）、陶瓷制品（CN00119612.X）、耐火补炉料（CN 200710202467.4）；混凝剂（CN 201010239034.8）等。

（3）回收Ti等有价金属

高炉渣中Ti等金属的回收有多种方法，CN 201010216354.1公开了一种含钛高炉渣的综合利用方法，采用盐酸处理工艺，回收得到富钛产品、氢氧化铝、氧化镁和氧化钙，该方法可以充分利用高炉渣资源，副产品丰富。CN200510125682.X公开了一种利用钛白废硫酸处理含钛冶金炉渣生产钛制品的方法，利用废硫酸分解含钛冶金炉渣、低浓度的废硫酸溶解出二氧化钛，稀钛液提取钛制品，该工艺方法中废硫酸可循环使用，有利于环境保护。

另外，含钛高炉渣由于其较高的钛含量（20%左右）而常被用作制备钛白粉，CN 86108511公开了一种含钛高炉渣制备钛白粉的方法，但是该方法制取的钛白质量并非颜料级，只能用于焊条、搪瓷和冶金行业，使用范围有限。CN200510021747.6公开了一种用含钛高炉渣制取颜料级钛白粉和粗钛白的方法，该方法采用硫酸处理含钛高炉渣，经过二段磨浸、二段水解及表面处理得到颜料级的钛白粉。此外，还可以利用含钛高炉渣通过硅热还原与冶炼技术生产硅钛铁合金；采用高温选择性碳化与低温选择性氯化制取TiCl₄（CN 87107488.5）；由含钛高炉渣直接制备Ti₅Si₃高温合金粉末（CN 201010023113.5）；用含钛高炉渣制备固态钛钙硫镁铁氮硅复合肥料（CN 200710012164.6）；以含钛高炉渣为原料生产人造金红石（CN 201110072575.0）。

上述各种利用方法中的专利均技术可行，但大都基于Ti及TiO₂的提取，要求严格的分离净化工艺，致使提取过程物耗/能耗大、成本高、效益低等问题，因此，至今仍未有有效产业化含Ti高炉渣综合利用技术。

氮氧化物是引起酸雨、光化学烟雾等破环地球生态环境等一系列问题的主要空气污染物之一，也是目前大气环境保护中的重点和难点。2011年全国两会通过的“十二五”规划纲要中，氮氧化物的减排被列入约束性指标。燃煤烟气脱硝将是“十二五”期间国家控制火电厂污染物排放的重点领域。

烟气脱硝是指把已生成的NO_X还原为N₂，从而脱除烟气中的NO_X，按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。主要包括：酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、离子体活化法等。选择性催化还原法简称SCR工艺，其原理是在催化剂作用下，NH₃还原NO和NO₂的反应所要求的温度大大降低，而NH₃的氧化反应几乎不发生，从而提高了N₂的选择性，减少了NH₃的消耗。催化剂是SCR工艺的核心。目前所用的商业燃煤电厂烟气脱硝催化剂通常由钒、钨、钛的氧化物组成，而二氧化钛作为催化剂的载体其需求量很大。

由于含钛高炉渣有较高的钛含量，因此如何充分利用含钛高炉的这一特性也成为人们研究的一个课题。

发明内容