[发明专利]一种稀土尾矿/精矿制备脱硝催化剂的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稀土尾矿/精矿制备脱硝催化剂的方法及其应用，属于催化剂制备技术领域；白云鄂博稀土尾矿、精矿中含有较多的铁和稀土元素，经酸碱处理后，在微波加热过程中，稀土元素会减小晶格相邻元素的约束，格点原子易于被其它元素原子取代，产生较多的晶格缺陷，铁和稀土元素具有较高的能量，进而使得处理后的稀土尾矿/精矿有较高的催化活性；此外，通过浮选将萤石矿物分离并回收，进一步提高稀土矿物的催化活性；在NH₃和NO为1:1的条件下，用O₂和N₂配平使用，脱硝率达到50%~90%。

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/精矿制备脱硝催化剂的方法及其应用。

背景技术

包头白云鄂博矿床是一个复杂矿床；白云鄂博累计探明的稀土储量为4350万吨，自1958年开始开发以来，随铁矿采出的稀土资源已达1250万吨，其中约有200万吨在采选、冶炼及堆存过程中损失掉，损失率超过15%，实际利用的稀土资源仅有120万吨左右，利用率不足10%，其余900多万吨都被排入了尾矿坝内：包钢选矿厂年尾矿排放量高达600万吨，每年仅从强磁选尾矿中流失的稀土矿物就高达23.8万吨；如果能将尾矿加以利用，对科学研究、对经济、对生态环境都会起到积极作用。

白云鄂博矿床矿石物质成分极为复杂，根据现有的各种分析测试结果，共发现71种元素；除铁铌稀土和普通元素外，还有一些稀有分散元素和放射性元素；其中，铁、稀土、铌、钛、锰、锆、钍、锡、铅、锌、铜、钡、钙、镁、钠、硅、磷、硫和氟等是形成矿床中独立矿物的主要元素；其中主、东矿体已知的元素有60余种；主要矿石类型的化学全分析和稀土配分表明：主要成分在各矿石类型的含量不同，块状铁矿石全铁平均含量为52%，稀土、铌含量则以条带状萤石型铁矿石最高；矿石中稀土元素以铈族占绝对优势，镧、铈、镨、钕、钐稀土占有率为97%，其中CeO2占42%。

稀土功能材料是材料领域的重要组成部分，在我国经济发展及国防建设方面具有举足轻重的地位，稀土磁性材料、稀土储氢材料、稀土催化材料、稀土发光材料是稀土功能材料的主要组成部分；目前，对稀土资源的不平衡利用，造成高丰度稀土积压是限制稀土功能材料发展的瓶颈，利用混合稀土对材料结构和性能的协同联合作用机制，开发共伴生混合稀土功能材料，能够实现稀土资源的平衡利用。

经研究，白云鄂博稀土精矿中含有大量的稀土元素，包括Ce、La、Pr、Nd等，稀土尾矿中含有大量的Fe类物质，包括Fe氧化物和一些Fe盐，如果将两种矿物按比例混合然后再经过一系列处理，使其达到联合脱硝的作用，这样对两种矿的利用可以达到最大化，起到互补的作用；白云鄂博稀土尾矿/精矿中含有较多的铁和稀土元素，经酸碱处理后，在微波加热过程中，稀土元素会减小晶格相邻元素的约束，格点原子易于被其它元素原子取代，产生较多的晶格缺陷，铁和稀土元素具有较高的能量，进而使得处理后的稀土尾矿/精矿有较高的催化活性；在NH₃和NO为1:1的条件下，用O₂和N₂配平，脱硝率达到50%~90%之间。

此外，前期研究发现，去除萤石，可以有效提高稀土矿物的催化活性，利用相同方法制备的催化剂，对比未处理过的稀土矿物，去除萤石的稀土矿物，其脱硝活性大大提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土尾矿/精矿制备脱硝催化剂的方法及其应用，将稀土尾矿与稀土精矿两种矿物按比例混合，然后再经过一系列处理制得脱硝催化剂，使其达到联合脱硝的作用，这样对两种矿的利用可以达到最大化，起到互补的作用；白云鄂博稀土尾矿、精矿中含有较多的铁和稀土元素，经酸碱处理后，在微波加热过程中，稀土元素会减小晶格相邻元素的约束，格点原子易于被其它元素原子取代，产生较多的晶格缺陷，铁和稀土元素具有较高的能量，进而使得处理后的稀土尾矿/精矿有较高的催化活性；在NH₃和NO为1:1的条件下，用O₂和N₂配平，脱硝率达到50%~90%之间。