[发明专利]一种用于脱硝催化剂的二氧化钛的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于脱硝催化剂的二氧化钛的生产方法。

背景技术

氮氧化物会造成大气层中臭氧含量减少、引发硝酸雨，致使人们感染气喘病、肺水肿、鼻炎、头痛等疾病。据测算，每燃烧一吨煤，就要产生5－30kg氮氧化物。可我国能源结构中有70%－80％由煤的燃烧来提供。煤炭高温燃烧成为我国排放氮氧化物的主要来源之一。为此，如何有效地消除电厂烟气中的氮氧化物,已成为环保中一个令人十分关注的重要课题。选择性催化还原（SCR）法脱硝，是在催化剂存在的条件下，采用氨、一氧化碳或碳氢化合物等作为还原剂，在氧气存在的条件下，将烟气中的一氧化氮还原为氮气。在SCR系统中，催化剂的地位是举足轻重的，其催化性能直接影响到SCR系统的脱硝效果；随着人们环保意识的逐渐加深，对催化剂的要求也不断提高。

硫酸法生产钛白粉主要由下列几个工序组成：酸解、钛液的净化（包括沉降、结晶、分离、过滤等工序）、钛液浓缩、水解、水洗及漂洗、盐处理、煅烧、粉碎。其中，还原、漂白漂洗是钛白粉生产的关键且很难控制的工序,如下所述：

钛液的净化工序：硫酸铁在溶液中的危害性比较大。因为它在pH值为2.5的酸性溶液中，即开始水解，生成氢氧化铁沉淀。在偏钛酸洗涤时，它会变成沉淀而混杂于其中，煅烧时变成红棕色的三氧化二铁而污染成品。为了防止这种现象的发生在生产中为保证溶液中三价铁全部还原为二价铁，还原反应该略微过度，此时溶液中就有少部分四价钛被还原为三价钛。三价钛的存在，可以保证三价铁还原完全。是因为氧化还原反应有先后次序，三价铁先还原为二价铁，然后再是四价钛，还原为三价钛。但在生产过程是要经常遇到氧化条件，例如与空气接触或以压缩空气搅拌，因此还原要过量一些，保持有一定数量的三价钛。这是因为，三价钛的还原性比较强，它比亚铁先氧化，这样保证了二价铁不被氧化。但是过多的三价钛存在是不利的。因为在止正常水解情况下，三价钛不会水解沉淀而留在溶液中，成为生产中的损失，直接影响水解率。

漂白漂洗工序:经水洗的偏钛酸中的铁杂质是以三价铁离子水解生成的极为细小的固体氢氧化铁的形式存在的。漂白就是先将固体氢氧化铁转化为可溶性的硫酸盐，然后用化学活泼性强的金属或金属离子将其还原为低价的硫酸盐，最终通过水洗进一步除去。这是颜料钛白的一道关键工序，也决定了颜料钛白的色相品质。但是，该工序成本高并消耗大量新鲜水。

发明内容

本发明的目的是结合本产品的用途克服现有技术生产中出现的问题，提供一种节约水资源、钛收率高、成本低、提高催化剂的比表面积和活性的二氧化钛的生产方法。

本发明一种用于脱硝催化剂的二氧化钛的生产方法，采用下述步骤制备：

⑴．     钛液的制备工序：将浓硫酸加入钛精矿进行酸解反应，于钛液中加入质量比为钛精矿（以                                                的质量计）：铁粉=6.5～7.2的纯铁粉；

⑵．     钛液的净化工序：将上述酸解所得的钛液经沉降、洗渣后；将所得的滤液进行结晶后依次经过分离、过滤；

⑶．     钛液浓缩工序：将上述过滤所得的滤液于连续式薄膜蒸发器中进行浓缩；

⑷．     钛液水解工序；

⑸．     钛液水洗工序；

⑹．     盐处理工序:将上述经水洗的钛液在充分搅拌的情况下，向其中分别加入质量为钛精矿（以的质量计）质量0.45%~0.55% 的、质量为钛精矿（以的质量计）质量0.1%~0.15%的硬脂酸；

⑺．     煅烧、粉碎工序：将上述经盐处理的钛液于350℃~450℃的回转窑内煅烧、粉碎即得产品。

钛液的净化工序中，为了保证溶液中三价铁全部还原为二价铁，还原反应该略微过度，此时溶液中就有少部分四价钛被还原为三价钛。三价钛的存在，可以保证三价铁还原完全。但是过多的三价钛存在是不利的。因为在正常水解情况下，三价钛不会水解成沉淀而是留在溶液中，成为生产中的损失，直接影响钛的收率。为此，本发明选取加入质量比为钛铁矿（以的质量计）：铁粉=6.5～7.2的纯铁粉，以提高钛的收率。

由于传统硫酸法生产钛白粉包括漂白漂洗工序，由于该工序成本高并消耗大量工艺水，由于本发明用于脱硝催化剂的二氧化钛对产品白度要求不高故将漂白漂洗工序去除，以减少对工艺水的消耗和相关污水的处理成本。