[发明专利]一种稀土尾矿基SCR催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稀土尾矿基SCR催化剂的制备方法及其应用，属于催化剂制备技术领域，利用稀土尾矿制备一种成本更低、抗毒性更好的脱硝催化剂，同时回收稀土尾矿中的含有Fe₃O₄的矿物、萤石矿物，使稀土尾矿充分利用，避免了严重的资源浪费和环境污染。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种稀土尾矿基SCR催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

我国是个燃煤大国，燃煤电厂产生的大量粉尘，NO_x是化石燃料燃烧过程中产生的主要大气污染物，无论对环境还是人身体健康都产生一定的危害，所以有效的脱除NO_x一直是工业界和学术界的关注点；目前常用的脱硝催化剂具有制备成本高、抗毒性差且生产过程中易产生二次污染等问题。

中国稀土矿储量占全球的23%，居世界首位；包头白云鄂博矿占中国稀土储量的83%，其中富含铁、稀土、铌共生矿床，稀土中富含La、Ce、Sm和Eu等轻稀土元素；稀土矿经选矿后剩下的稀土尾矿中含有多种稀土元素与过渡金属元素，经研究尾矿中的稀土氧化物和铁系氧化物是制备催化剂的常见原料；稀土尾矿经多年的积累，储量达2亿吨，但由于尾矿成分复杂和技术等原因，并未得到充分利用，而且造成了严重的资源浪费和环境污染；本研究意在探索使用稀土深加工回收加入捕收剂处理方法制备一种低成本、绿色的、抗毒性较强的脱硝催化剂，为白云鄂博稀土精矿高附加值利用提供新的思路与科学依据。

前期研究发现，去除尾矿中的磁性物质和萤石，可以有效提高尾矿的催化活性，利用相同方法制备的催化剂，对比未处理过的尾矿，去除Fe₃O₄后制备的催化剂，在300℃时脱硝活性提高了17~21%，去除萤石的尾矿，其脱硝活性提高了22~28%，同时去除Fe₃O₄和萤石的尾矿，其脱硝活性提高42~55%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土尾矿基SCR催化剂的制备方法及其应用，利用稀土尾矿制备一种成本更低、抗毒性更好的脱硝催化剂，同时回收稀土尾矿中的含有Fe₃O₄的矿物、萤石矿物，使稀土尾矿充分利用，避免了严重的资源浪费和环境污染。

本发明采用的技术方案如下：一种稀土尾矿基SCR催化剂的制备方法,其特征在于：制备方法包括如下步骤：

（1）弱磁选：以稀土回收工艺中的稀土尾矿作为回收铁矿物的原料，将其磨至300~360目；然后在磁场强度为400~500KA/m的条件下进行弱磁选，得到铁粗精矿和弱磁选尾矿；通过弱磁选步骤可以分离回收含有Fe₃O₄的铁粗精矿；铁粗精矿的铁品位可达到25~32%，回收率可达到40~50%；

（2）强磁选：向步骤（1）得到的弱磁选尾矿中加入捕收剂和抑制剂，调整PH值至8~12，所得泡沫产品在1.6~2.0T的场强下，利用强磁选使含铁、稀土的矿渣与萤石分离；通过强磁选步骤分离回收萤石矿物；

所述捕收剂采用浓度为20~40mg/L的油酸钠和50~70mg/L的氧化石蜡的混合液，混合液的浓度为30mg/L，其中，油酸钠和氧化石蜡的配比为4/6，5/5，6/4，8/2中的任一一种；

所述抑制剂采用700~1200g/t的水玻璃；

（3）添加铝源混合制备催化剂：向步骤（2）去除萤石的矿渣中添加铝源，矿渣与铝源的质量比为1:10~3:1；在焙烧温度为450~750℃，焙烧时间为60~300min条件下进行焙烧，制出催化剂。