[发明专利]一氧化碳中温变换催化剂及其制造方法

说明书

本发明属于包含金属或金属氧化物的催化剂领域，特别是属于利用含铬电镀废水制造的一氧化碳中温变换催化剂(以下简称CO中变催化剂)领域，按IPC分类表应为B01J 23/00和C25D 21/18。

CO中变催化剂是合成氨生产中使用的九大类催化剂中的一种，而且是用量最多的一种。例如我国的CO中变催化剂的年耗量达一万吨左右，耗资巨大。

可以使用许多方法来生产CO中变催化剂。但据我们所知，在国内和国外都没有使用过含铬电镀废水制造的CO中变催化剂。

国内、外普遍采用铁氧体法来处理含铬电镀的废水。这种方法的优点是工艺简单、投资少，操作简便、效果较好，并能处理高浓度含铬及其它金属的废水。但沉渣处理有困难，存在环境污染问题。

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种变含铬电镀沉渣为CO中变催化剂的方法，并且提供一种符合含成氨生产要求的由含铬电镀沉渣制成的CO中变催化剂。

为实现本发明的第一个目的，本发明的制造方法依次包括如下步骤：

a．以含铬电镀废水为原料，将过量的硫酸亚铁溶液加入含铬电镀废水中，并通过加碱、加热、通气、搅拌、使其中的铁氧体沉积；

b．分析所得沉积的铁氧体中CrO₃、Fe₂O₃、MgO、CaO的重量百分比；

c．以所述要制造的催化剂中CrO₃、Fe₂O₃、MgO、CaO的重要百分比为标准，对铁氧体补加不足的组分量，并且使其中的Fe₂O₃的重量百分比为75-85％；

d．碾料、过筛造粒、烘干，使粒子水分为6-8％；

e．加1％石墨(按粒子重量计)，使其与粒状铁氧体混合；

f．用压片机压片；

g．焙烧、冷却；

按照本发明制造方法的最佳实施例：

1)所说Fe₂O₃的重量百分比为80％；

2)所说铁氧体含量为20％。

为实现本发明的第二个目的，本发明的一氧化碳中温变换催化剂是以含铬电镀废水沉渣为原料制造出来的，其活性相结构为

Fe_A³⁺〔Fe_1-3δ²⁺Fe_1+2δ³⁺□δ〕_BO₄的四氧化三铁，当Cr³⁺取代了B位的Fe³⁺后，形成了结构为

Fe_A³⁺〔Fe_1-X³⁺Fe²⁺Cr_X³⁺〕_BO₄的铁铬尖晶石复合氧化物。

采用本发明的制备方法制得的产品的铁氧体含量为10-15％，最佳量为20％。

为了更加清楚地理解本发明的本质，下面详细描述本发明方法的步骤，并参照附图描述本发明的CO中变催化剂，其中

图1是本发明的催化剂的活性实验曲线；

图2是本发明的催化剂的穆斯堡尔谱曲线；

图3是本发明的催化剂的X-线衍射图谱。

含铬电镀废水中的主要成分为铁氧体。通过分析可知，铁氧体中含CrO₃10-11％(按重量计，下同)、含Fe₂O₃ 60-70％；还有少量的MgO和CaO。

通过实验分析可知，CO中变催化剂如(B106、B109、B112等)中的化学组分与铁氧体中所含的成分相同，且含量与铁氧体十分接近。就以B106型催化剂为例，其中含CrO₃ 12.4％、含Fe₂O₃ 67.5％、含MgO 4.1％、含CaO 0.8％。详见表1．因此，完全可以利用铁氧体，即利用含铬电镀沉渣制造出合乎要求的CO中变催化剂，只要补加二者相差的比例即可。

表2给出了不同铁氧体含量的催化剂和B106催化剂的物理性能和催化活性。从表2中的数据可以看出，铁氧体的含量为10-50％的催化剂都和B106催化剂性能相近，但以20％最为适宜。