[发明专利]一种钒钛磁铁矿制备脱硝催化剂的方法

说明书

本发明提供了一种利用钒钛磁铁矿原矿、尾矿、钒渣、高炉渣及脱硫渣制备脱硝催化剂的方法，包括研磨、成分调配、成型、焙烧步骤，首先将钒钛磁铁矿破碎至平均粒径≤0.5mm，再通过成分调配使V₂O₅含量为0.1‑5wt.%、TiO₂含量为1‑50wt.%、WO₃或MoO₃含量为0.5‑10wt.%、其余为35‑98.4wt.%，最后经过成型、焙烧得到脱硝催化剂。本发明提供的一种钒钛磁铁矿制备脱硝催化剂的方法既实现了钒钛磁铁矿原矿、尾矿及钒渣的高值化利用，又降低了脱硝催化剂的生产成本，具有重要的环境效益和经济价值。

技术领域

本发明属于烟气脱硝及资源高值化利用领域，具体涉及一种钒钛磁铁矿制备脱硝催化剂的方法。

背景技术

选择性催化还原（SCR）技术是实现工业烟气NO_x超低排放的重要手段，其脱硝催化剂是技术的核心。目前，广泛使用的脱硝催化剂为钒钛系催化剂，其中钒的原料通常为钒的可溶性盐，钛为钛白粉，其价格昂贵，导致脱硝催化剂成本高。钒钛磁铁矿为天然矿产，不同产地的钒钛磁铁矿成分略有差异，其中钒含量约0.1-3%、钛含量约1-30%、其余主要为铁，同时还含有一定量的钴、硅、硫等元素。钒钛磁铁矿主要用途是炼铁，其综合利用方式则是同时在其尾矿、渣相中提取钒、钛。钒钛磁铁矿选矿的尾矿中钒含量较低，而钛含量相对较高；冶炼过程产生的铁水脱硫渣中钒含量达1-4%，半钢脱硫渣中钒含量可达4-9%，而钒渣中的钒含量可达到10-25%之高，具有极高的利用价值。钒钛磁铁矿中的钒、钛主要以氧化物形式（如V₂O₅和TiO₂）存在，适合于制备脱硝催化剂，以实现其高值化利用。然而，现有技术中采用钒钛磁铁矿的高值化利用方式较少。

专利CN109554543B公开了一种低品位钒钛磁铁矿的利用方法，将低品位钒钛磁铁矿与作为还原剂的金属铝粉共混，将低品位钒钛磁铁矿与金属铝粉混合物加热至温度950-1400℃发生还原反应，反应完后分离渣，获得铝铁钛合金。该方法利用了低品位钒钛磁铁矿，但将铝粉作为还原剂反应后将随渣相分离，生成成本高，未能实现钒钛磁铁矿的高值化利用。专利CN109046760A公开了一种钒钛磁铁矿尾矿的回收利用方法，能有效地回收尾矿中的钛铁矿，所得钛精矿中回收率可以达到23%以上，但其中有价组分钒未能实现有效利用。专利CN110935439A公开了一种整体式脱硝催化剂及其制备方法，以勃姆石粉为前体物制备蜂窝体钛铝复合氧化物结构，然后将钨、钒活性金属负载到整体式钛铝复合氧化物上，得到整体式脱硝催化剂。该方法采用钛、钨、钒纯料为原料，其制备成本高。钒钛组分是目前常用催化剂的最主要成分，其原料成本高，是制备脱硝催化剂中最主要的成本费用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种钒钛磁铁矿制备脱硝催化剂的方法。根据钒钛磁铁矿中天然具有钒钛组分的特性，采用钒钛磁铁矿制备脱硝催化剂，采用研磨与成分调配手段，实现催化剂组分的均匀分布，综合利用了钒钛磁铁矿中的钒、钛、铁、硅、铝等元素，降低杂质成分的影响。既可高值化利用钒钛磁铁矿原矿、尾矿、钒渣、高炉渣及脱硫渣，又可降低脱硝催化剂生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钒钛磁铁矿制备脱硝催化剂的方法，所述方法以钒钛磁铁矿为原料制备脱硝催化剂，包括：研磨、成分调配、成型、焙烧步骤；具体为：

将钒钛磁铁矿研磨破碎，再通过成分调配步骤来调整V₂O₅、TiO₂、WO₃或MoO₃的含量，最后经过成型、焙烧得到脱硝催化剂。

其中，调整V₂O₅组分可采用可溶性钒盐，所述可溶性钒盐包括偏钒酸铵、钒酸铵、异丙氧基氧化钒中的一种或一种以上；