[发明专利]一种以废SCR脱硝催化剂为原料制备γ-TiAl基合金的方法

说明书

本发明公开了一种以废SCR脱硝催化剂为原料制备γ‑TiAl基合金的方法，包括以下步骤：(1)将废SCR脱硝催化剂、铝原料、铌原料、钒原料和钙原料混合，得混合料；(2)将步骤(1)所得混合料焙烧，得γ‑TiAl基粗合金；(3)将步骤(2)所得γ‑TiAl基粗合金精炼，得γ‑TiAl基合金。该方法采用了铝热还原废SCR催化剂中的金属氧化物制得γ‑TiAl基合金，制备工艺简单，成本低，能耗低，可直接得到γ‑TiAl基合金，减少后续加工步骤。

技术领域

本发明属于γ-TiAl基合金的制备方法技术领域，具体涉及一种以废SCR脱硝催化剂为原料制备γ-TiAl基合金的方法。

背景技术

γ-TiAl基合金扩散系数低，比强度高，弹性模量高(160GPa～180GPa)，密度低(3.8g/cm³)。与传统的镍基合金相比，γ-TiAl基合金的性能相当，但是其密度要明显低于镍基合金，从数值上看还不到镍基合金密度的一半，因此受到广泛关注。此外，γ-TiAl基合金还具有很多优良的性能，例如耐高温、高温抗氧化性能、结构稳定性和抗蠕变能力等，被认为是一种极具应用潜力的轻质高温结构材料。

目前，制备γ-TiAl基合金的方法主要有粉末冶金法、铸锭冶金法和铸造法三种。粉末冶金法：按配比加入钛粉、铝粉、钒粉和铌粉混合均匀，再压制或烧结成型，经过后续热处理制备γ-TiAl基合金。铸锭冶金法：先使用熔炼炉制备出γ-TiAl基合金，再采用热等静压、均化退火、锻造和热处理优化γ-TiAl基合金。铸造法：一般有真空感应熔炼法、溅射铸造法、等离子弧熔炼法和真空电炉重熔法制备γ-TiAl基合金。上述的制备γ-TiAl基合金方法存在以下缺点：1) 对环境污染大；2)工艺流程太过复杂；3)对设备要求高，能耗高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种以废SCR脱硝催化剂为原料制备γ-TiAl基合金的方法，可有效解决现有技术中存在的工艺流程复杂，能耗高，对环境污染大的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种以废SCR脱硝催化剂为原料制备γ-TiAl基合金的方法，包括以下步骤：

(1)将废SCR脱硝催化剂、铝原料、铌原料、钒原料和钙原料混合，得混合料；

(2)将步骤(1)所得混合料焙烧，得γ-TiAl基粗合金；

(3)将步骤(2)所得γ-TiAl基粗合金进行精炼，得γ-TiAl基合金。

进一步地，步骤(1)中废SCR脱硝催化剂、铝原料(以铝计)、铌原料(以铌计)和钒原料(以钒计)的质量比为100:108～123:0～3.2:0～9.6；所述钙原料的质量占混合料总质量的18～39％。

进一步地，步骤(1)中的废SCR脱硝催化剂为200～400目的粉状原料，包含以下质量百分比的组分：80～85％TiO₂、1～5％V₂O₅、5～10％WO₃、2～5％SiO₂和0.5～1.5％C。

进一步地，步骤(1)中的废SCR脱硝催化剂包含以下质量百分比的组分： 81～84％TiO₂、2～4％V₂O₅、6～9％WO₃、3～4％SiO₂和0.5～1.2％C。

进一步地，步骤(1)中的废SCR脱硝催化剂包含以下质量百分比的组分： 82～83％TiO₂、2.5～3.5％V₂O₅、7.5～8.5％WO₃、3.4～3.6％SiO₂和1.0～1.2％C。