[发明专利]一种利用黑色岩系矿物为原料制备NH3-SCR脱硝催化剂的方法

摘要

本发明公开了一种利用黑色岩系矿物为原料制备NH₃‑SCR脱硝催化剂的方法。先将黑色岩系矿物进行磨碎过筛、超声酸洗、扩孔等预处理。向以上预处理后的矿石中添加外在载体组分、催化活性组分和助催化组分，使用黏合剂将以上矿粉进行成型、干燥处理、焙烧处理，最后制得了球型黑色岩系脱硝催化剂。本发明提供了一种能高效利用黑色岩系矿物资源的方法，同时提供一种催化脱硝活性与现有商业催化剂相当，但制造成本却较低的黑色岩系脱硝催化剂。一方面，本发明降低了脱硝催化剂的制造成分，使脱硝催化剂更容易市场化，另一方面也将促进我国环保产业的发展。同时，本发明还提供了一种能高效利用黑色岩系矿物资源的方法，为非传统矿物的资源化综合利用开辟新的途径。

主权项

1.一种利用黑色岩系矿物为原料制备NH3‑SCR脱硝催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）矿石粉碎1.1）将黑色岩系矿石进行破碎后，置于球磨机中进行粉碎处理；上述黑色岩系矿石中包含了70.42～78.11wt%的SiO2、6.20～7.90 wt%的Al2O3、1.66～2.20wt%的Fe2O3以及0.33～0.63wt%的V2O5；1.2）将步骤1.1）中得到的粉碎后的矿石过50～200目的筛子，得到均匀的矿粉；1.3）将步骤1.2）中得到的矿粉置于80～150℃的烘箱中进行干燥处理；2）酸洗处理2.1）将配制好的酸性溶液与步骤1.3）中得到的黑色岩系矿粉，在常温条件下进行混合，得到混合均匀的混合物A；所述步骤1.3）中得到的黑色岩系矿粉与酸性溶液的重量体积比范围为1:5～1:20；重量的单位是g，体积的单位是mL；2.2）将步骤2.1）中得到的混合物A，置于超声仪中进行20～60min的超声酸洗处理，得到混合物B；2.3）将步骤2.2）中得到的混合物B进行过滤，得到矿粉滤饼；将矿粉滤饼通过蒸馏水进行冲洗，直至洗涤液呈中性；2.4）将步骤2.3）中得到的冲洗后的矿粉滤饼于80～150℃的烘箱中烘干，并磨碎成粉末；3）扩孔处理3.1）将步骤2.4）中得到的酸洗并磨碎后的矿粉和配置好的扩孔剂进行混合，得到混合均匀的混合物C；所述步骤2.4）中得到的酸洗并磨碎后的矿粉和扩孔剂的重量体积比范围为1:3～1:10；重量的单位是g，体积的单位是mL；3.2）将步骤3.1）中得到的混合物C置于40℃～60℃的水浴中进行搅拌，过滤，得到矿粉滤饼；所述搅拌时间为30～60min，搅拌速率范围为80～300r/min；3.3）将步骤3.2）中得到的矿粉滤饼置于80～150℃的烘箱中烘干，并磨碎成粉末；4）添加载体成分4.1）将步骤3.3）中得到的粉末、二氧化钛含量为15%的二氧化钛溶胶、去离子水，按照（50～80）︰（40～120）︰（300～500）的重量份数比进行混合，得到混合均匀的混合物D；4.2）将混合物D置于80～95℃的旋蒸仪中进行干燥处理，并磨碎成粉末；5）添加助催化组分5.1）将步骤4.2）中得到的粉末、四水合钼酸铵、去离子水，按照（50～90）︰（4～15）︰（300～500）的重量份数比进行混合，得到混合均匀的混合物E；5.2）将混合物E置于40～80℃水浴中搅拌30～90min后，再置于80～95℃的旋蒸仪中进行干燥处理，并磨碎成粉末；6）添加活性组分6.1）将步骤5.2）中得到的粉末、活性物质前驱体偏钒酸铵、去离子水，按照（50～90）︰（0.1～1）︰（300～500）的重量份数比进行混合，得到混合均匀的混合物F；6.2）将混合物F置于40～80℃水浴中搅拌30～90min后，再置于80～95℃的旋蒸仪中进行干燥处理，并磨碎成粉末；7）湿料的制备将步骤6.2）中得到的粉末、玻璃纤维、丙三醇、聚乙二醇，按照（65～80）︰（5～10）︰（2～5）︰（2～5）的重量份数比进行均匀混合，然后加入去离子水制备得到湿料；所述湿料中的重量含水率范围为15%‑20%；8）成型处理将步骤7）中得到的湿料通过制丸机进行搓条、制丸、抛光制成球型黑色岩系催化剂初品；9）干燥和煅烧处理9.1）将步骤8）中得到的球型黑色岩系催化剂初品置于80～150℃的烘箱中干燥3～12小时；9.2）将步骤9.1）中得到的干燥的球型黑色岩系催化剂，置于450～650℃马弗炉中煅烧3～5小时，得到球型黑色岩系催化剂成品。