[发明专利]一种有色金属尾矿提取锰铁制备FeMn-ZSM-5催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种有色金属尾矿提取锰铁制备FeMn‑ZSM‑5催化剂的方法。将含锰铁尾矿以碱性溶液活化，活化后分离所得活化液相用于合成高结晶度ZSM‑5等多孔材料，而分离得到的含锰铁固渣以酸溶得到含锰铁组分的溶液；含锰铁溶液通过调节pH的方法将铁锰进行有效分离，并分别得到硝酸铁和硝酸锰溶液；进一步利用浸渍法将分离提取得到的铁锰活性组分分别负载于ZSM‑5分子筛制备出NO_x催化转化性能较优良的Fe‑ZSM‑5、Mn‑ZSM‑5、FeMn‑ZSM‑5脱硝催化剂。本发明不需对尾矿进行酸洗除杂预处理和高温煅烧活化，具有工艺简单、能耗低、工艺绿色的特征，可实现含锰铁有色金属尾矿的绿色高附加值资源化利用。

技术领域

本发明为一种有色金属尾矿提取锰铁制备FeMn-ZSM-5催化剂的方法，涉及一种以含锰铁组分的尾矿、非酸浸提锰铁组分并制备成FeMn-ZSM-5分子筛催化剂的方法。该方法以低温碱液的湿法分离尾矿中锰铁组分，不需对尾矿进行酸浸，工艺绿色，能耗低，可对富含铁锰的尾矿进行有效利用，并制备出催化性能优异的FeMn-ZSM-5脱硝催化剂。

背景技术

近年来，伴随着中国经济的快速发展，矿产资源的迅速开采导致了大量尾矿的产生。对于中国的金属矿产资源，以广西锰矿尾矿为例，其锰矿资源品味普遍较低，另外加上当前开采技术的限制性，大部分锰矿资源在开采的过程产生了大量尾矿，这些尾矿因现阶段技术的限制，大多以堆存的方式处理，同时这些尾矿中含有一定含量的有价金属元素。因此，尾矿的遗留问题，在一定程度上导致了尾矿的管理成本，另外，大量有价金属元素未被合理利用亦是尾矿资源浪费与当今绿色可持续发展的冲突点之一。

当前，锰污染成为广西壮族自治区锰矿尾矿库所面临的一个严峻的环境问题，锰矿尾矿库中含有的锰元素对周围土壤、环境及地下水资源等产生一定污染，为了能尽快解决掉锰矿尾矿对环境的污染问题，相关政府及机构对锰矿尾矿的处置采取了多种利用形式研究。如尾矿再选、制备肥料、用作建筑材料等方面，还应用于填充露天矿、矿山采空区以及低凹的地势、和尾矿库土地复垦。但综合来讲，上述利用方法对锰矿尾矿的利用程度都较低，同时再利用过程有时亦会导致一些新的环境问题。对于广西大部分锰矿尾矿来讲，其主要元素组成为硅、铝、铁、锰，若能将其中的铁锰等元素进行高附加值利用，一方面，在可实现富含硅铁锰尾矿的高附加值消纳，另一方面，对矿山环境问题的治理起到积极作用。

ZSM-5分子筛，因其具有良好的热稳定性、较好的吸附性能及较高的比表面积，广泛应用于各种催化反应，如负载Fe组分的Fe-ZSM-5催化剂表现出较高的高温脱硝催化性能(NOx催化净化，简称脱硝)，负载Mn组分的Mn-ZSM-5催化剂具有较好的低温脱硝催化活性，同时负载Mn、Fe组分的FeMn-ZSM-5分子筛催化剂可以广泛用于当前我国柴油车尾气和非电行业NOx低温催化净化。然而，以含铁锰的尾矿为原料制备FeMn-ZSM-5催化剂尚未有报道和专利。

目前，对尾矿的资源化利用合成多孔材料主要采用将尾矿酸浸除杂后再高温碱熔煅烧活化晶相石英组分。这一分离过程中较容易带来生产环境的恶化，能耗的增高，亦容易会造成二次污染。若能开发出一种以低温碱溶液活化尾矿、进行分离出铁锰组分，并制备成FeMn-ZSM-5催化剂，不仅可以减量化日益增长的尾矿堆存量，也为便于尾矿的资源化消纳利用。因此，有必要开发一种工艺简单、能耗低、工艺绿色的有色金属尾矿提取锰铁制备FeMn-ZSM-5催化剂的资源化利用方法。

发明内容

针对当前含铁锰的尾矿消纳的限制性，本发明目的在于提供一种工艺简单、能耗低、工艺绿色的有色金属尾矿提取锰铁并制备成FeMn-ZSM-5催化剂的资源化利用方法。