一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括以下步骤：称取研磨后的稀土尾矿放入烧杯中，加入一定体积稀释后的硫酸，用玻璃棒充分搅拌至泥团状，放入玛瑙罐中，球磨并混合均匀，在模具中按压成型，经烘干，焙烧后得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。本发明专利技术利用稀土尾矿作为催化剂的活性组分，用硫酸处理稀土尾矿使其本身具有粘结性，不仅提高了稀土尾矿自身的脱硝活性，还使其能成型为蜂窝状催化剂，具有较强的机械强度，同时还避免了粘接剂的使用。采用本发明专利技术所述方法制备的催化剂在NH

【技术实现步骤摘要】
一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法
本专利技术涉及催化剂加工
，尤其涉及一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法。
技术介绍
目前，工业生产中普遍应用的脱硝催化剂为钒基催化剂，其在实际应用过程中普遍存在高温活性差、选择性差和二次污染等问题。而目前实验室研究的催化剂虽然脱硝率较高，但其制备方法较为复杂，且制备成本较高，很难实现工业化生产和应用。白云鄂博矿是一座大型的铁、稀土、铌等多金属共生矿，目前已发现71种元素和172种矿物。而经过选矿后的白云鄂博稀土尾矿中仍含有大量的稀土元素和过渡金属元素，经研究表明，尾矿中的稀土氧化物和铁系氧化物是制备催化剂的常规原料。稀土尾矿廉价易得而且具有良好的催化性能和抗硫能力，是作为脱硝反应催化剂的良好选择。同时，由于稀土尾矿的多年积累，其储量已高达2亿吨，但是却没有被有效的利用起来，进而造成了严重的资源浪费和环境污染。因此，促进稀土尾矿资源的二次综合利用迫在眉睫。白云鄂博矿经过选矿工艺得到的稀土尾矿，其主要成分为萤石(即氟化钙)。目前用硫酸法处理稀土尾矿，能使稀土元素和Fe2O3浸出，同时萤石也会与硫酸进行反应，从而影响稀土元素和Fe元素等活性组分的回收，所以一般加入柠檬酸来抑制氟化钙的溶解。同时，在成型工艺中氟化钙与硫酸反应生成的硫酸钙能在成型过程中起到增加流动性和粘性的作用。此外，前期研究发现，稀土尾矿本身具有一定的催化活性，利用酸处理成型的蜂窝状催化剂对比未处理过的尾矿制成的蜂窝状，不仅脱硝活性大大提高，在制备蜂窝状过程中，催化剂坯体的流动性大大增加，且成型的蜂窝状催化剂的机械强度也得到了极大提高。
技术实现思路
本专利技术在提供了一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，将稀土尾矿经过酸处理后，再进行成型加工，制备成蜂窝状催化剂，其具有较高的脱硝活性和机械强度，所述稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)称取稀土尾矿放入烧杯中，倒入硫酸溶液，用玻璃棒充分搅拌至泥团状；2)将泥团状催化剂原料进行球磨处理；3)将球磨后的催化剂泥团取出，装入蜂窝状催化剂模具中，按压成型；4)将成型后的催化剂进行烘干，然后放入马弗炉中焙烧，得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。进一步地，所述步骤1)中稀土尾矿为白云鄂博稀土尾矿，粒径为200目。进一步地，所述步骤1)中的稀土尾矿中碱金属、碱土金属氧化物含量为33.52％、过渡金属氧化物含量为30.88％、稀土金属氧化物含量为2.47％。进一步地，所述步骤1)中稀土尾矿中的主要稀土元素主要为Ce、Pb、Nb。进一步地，所述步骤1)中硫酸溶液的浓度为0.5-16mol/L，每20g稀土尾矿中使用硫酸溶液的量为5-15mL。进一步地，所述步骤2)中球磨的转速为600r/min，球磨时间为2h。进一步地，所述步骤4)中烘干温度为70℃，烘干时间为30min。进一步地，所述步骤4)中的焙烧温度为600℃，焙烧时间为2h。本专利技术还提供了采用上述方法制备而成的一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂，所述催化剂用于烟气脱硝使用，在NH3和NO为1:1的条件下，用O2和N2配平使用时，脱硝率最高达86％。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果如下：(1)本专利技术充分开发了白云鄂博矿开发过程中所产的稀土尾矿，实现了对稀土尾矿的高效利用，提高了稀土尾矿对烟气的脱硝催化能力；(2)本专利技术所述稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备过程中，通过在稀土尾矿中加入酸性溶液进行混合，提高了催化剂坯体的流动性，便于其加工成型，避免了粘接剂的使用，同时提高了成型催化剂的机械强度和催化活性。附图说明下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术稀土尾矿基蜂窝状催化剂的工艺流程图；图2为本专利技术烟气脱硝催化剂活性检测流程图；图3为本专利技术实施例2制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂成品；图4为本专利技术实施例2制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的表面微观形貌；图5为本专利技术实施例1制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图6为本专利技术实施例2制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图7为本专利技术实施例3制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图8为本专利技术实施例4制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图9为本专利技术实施例5制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图10为本专利技术实施例6制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图11为本专利技术实施例7制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果；图12为本专利技术实施例8制备的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的脱硝效果。具体实施方式本专利技术提供了一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)称取稀土尾矿放入烧杯中，倒入硫酸溶液，用玻璃棒充分搅拌至泥团状；2)将泥团状催化剂原料进行球磨处理；3)将球磨后的催化剂泥团取出，装入蜂窝状催化剂模具中，按压成型；4)将成型后的催化剂进行烘干，然后放入马弗炉中焙烧，得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。在一个实施例中，所述步骤1)中稀土尾矿为白云鄂博稀土尾矿，粒径为200目。在一个实施例中，所述步骤1)中的稀土尾矿中碱金属、碱土金属氧化物含量为33.52％、过渡金属氧化物含量为30.88％、稀土金属氧化物含量为2.47％。在一个实施例中，所述步骤1)中稀土尾矿中的主要稀土元素主要为Ce、Pb、Nb。在一个实施例中，所述步骤1)中硫酸溶液的浓度为0.5-16mol/L，每20g稀土尾矿中使用硫酸溶液的量为5-15mL。在一个实施例中，所述步骤2)中球磨的转速为600r/min，球磨时间为2h。在一个实施例中，所述步骤4)中烘干温度为70℃，烘干时间为30min。在一个实施例中，所述步骤4)中的焙烧温度为600℃，焙烧时间为2h。本专利技术还提供了采用上述方法制备而成的一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂，所述催化剂用于烟气脱硝使用，在NH3和NO为1:1的条件下，用O2和N2配平使用时，脱硝率最高达86％。以下结合实施例对本专利技术提供的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法进行进一步说明。实施例1一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)取20g稀土尾矿(A)研磨至200目放入烧杯中，将浓硫酸稀释成4mol/L的硫酸，取4mL稀释后的硫酸溶液加入烧杯中，用玻璃棒充分搅拌至泥团状；2)将泥团状催化剂坯体放入玛瑙罐中，放入6颗ZrO2大球在行星式球磨机中以600r/min的转速混料2h，使其充分混合；3)将混合均匀后的催化剂泥团取出，装入蜂窝状催化剂模具中，按压成型；4)将成型后的蜂窝状催化剂放入烘箱中70℃干燥30min，放入马弗炉中600℃焙烧2h，得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。实施例2一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)取20g稀土尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)称取稀土尾矿放入烧杯中，倒入硫酸溶液，用玻璃棒充分搅拌至泥团状；/n2)将泥团状催化剂原料进行球磨处理；/n3)将球磨后的催化剂泥团取出，装入蜂窝状催化剂模具中，按压成型；/n4)将成型后的催化剂进行烘干，然后放入马弗炉中焙烧，得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取稀土尾矿放入烧杯中，倒入硫酸溶液，用玻璃棒充分搅拌至泥团状；
2)将泥团状催化剂原料进行球磨处理；
3)将球磨后的催化剂泥团取出，装入蜂窝状催化剂模具中，按压成型；
4)将成型后的催化剂进行烘干，然后放入马弗炉中焙烧，得到成品稀土尾矿基蜂窝状催化剂。


2.根据权利要求1所述的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的稀土尾矿为白云鄂博稀土尾矿，粒径为200目。


3.根据权利要求1所述的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的稀土尾矿中碱金属、碱土金属氧化物含量为33.52％、过渡金属氧化物含量为30.88％、稀土金属氧化物含量为2.47％。


4.根据权利要求1所述的稀土尾矿基蜂窝状催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中稀土尾矿中的主要稀土元素主要为Ce、Pb...

【专利技术属性】
技术研发人员：武文斐，侯丽敏，崔梦壳，李海广，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15