【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废资源化利用，具体涉及一种利用草酸活化焙烧电解锰渣制备脱硝催化剂的方法与应用。
技术介绍
1、随着我国电解锰行业的迅猛发展，随之而来的环境污染问题也日益严重。由于电解锰在生产过程中会产生大批量的阳极渣，这些废渣通常被大量堆存，占用大量土地的同时，还会造成严重的水土污染。并且阳极废渣中含有锰、铁、铅、钴、镍、锡等多种重金属元素，这些有价物质不能被高效提取及应用，造成了严重的资源浪费。所以，实现电解锰渣资源化转化和高值化利用对其处置具有重要现实意义。
2、化石能源燃烧外排烟气中含有的大量氮氧化物，是导致光化学烟雾、酸雨、温室效应和臭氧层破坏的主要大气污染物。其治理方法之一为采用氨气为还原剂进行选择性催化还原处理，该工艺称为nh3-scr技术。该治理方法的核心在于脱硝催化剂的开发和使用。目前，我国燃煤电厂一般采用v2o5-wo3(moo3)/tio2催化剂作为烟气脱硝催化剂，具有经济高效的特点。但随着钒金属的生物毒性及挥发性问题带来的环境生态风险被人们所重视，钒基金属氧化物催化剂被列入危险固体废弃物行列，其使用逐渐在电力行业烟气脱硝中受到限制。此外，该类型催化剂在低温条件下脱硝活性较差，限制了该类催化剂在低温烟气脱硝过程中的使用。据报道，钒基金属氧化物催化剂的使用成本约占据了scr工艺成本的一半左右。因此，开发廉价高效、性能优异的脱硝催化剂对大气污染治理环保行业的发展具有极大意义。
3、脱硝催化剂的活性组分通常为氧化锰、氧化铁等金属氧化物，而利用含有氧化锰、氧化铁物种的矿物或固废材料制备脱硝催化
4、从发展情况来看，目前应用电解锰渣作为脱硝催化剂存在的问题主要有：(1)电解锰渣内含催化活性组分的含量低，且活性组分元素锰和铁分散包裹于石膏相中，直接用于烟气脱硝的可行性低，改良处置成本高；(2)急需降低电解锰渣固废处理成本，并开发利用电解锰渣制备脱硝催化剂，创造经济价值的新技术。
5、因此，亟需开发一种新的方法来解决上述现有技术存在的问题，以期实现固体废弃物电解锰渣的高附加值资源化利用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种利用电解锰渣制备脱硝催化剂的方法，本专利技术采用草酸活化焙烧电解锰渣制备脱硝催化剂，有效提高电解锰渣的脱硝性能，解决了现有技术固废处理成本高、脱硝性能低等问题，对固体废弃物电解锰渣的高附加值资源化利用和大气污染治理具有重要意义。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、利用电解锰渣制备脱硝催化剂的方法，以电解锰渣为原料，利用草酸溶液活化焙烧电解锰渣，制得所述脱硝催化剂。
4、进一步，所述方法包括如下步骤：
5、(1)将电解锰渣进行干燥、细磨，得到电解锰渣粉末；
6、(2)向步骤(1)制得的电解锰渣粉末中加入草酸溶液，经搅拌调浆、静置、低温干燥，获得干燥料；
7、(3)将步骤(2)所得干燥料进行焙烧活化处理，得到所述脱硝催化剂。
8、进一步，所述电解锰渣为电解锰过程产生的阳极渣。
9、进一步，所述电解锰渣粉末与草酸溶液的液固比为1：1-5：1。
10、进一步，所述草酸的浓度为0.5mol/l-3mol/l。
11、进一步，步骤(1)中，干燥温度为90-120℃，干燥时间为6-12h。
12、进一步，步骤(1)中，所述电解锰渣粉末的粒径为200目以上。
13、作为优选，步骤(1)中，所述电解锰渣粉末的粒径为200-300目。
14、进一步，步骤(2)中，搅拌时间为30-60min；静置时间为2-12h；干燥温度为60-80℃。
15、进一步，所述低温干燥的环境为真空环境或空气环境。
16、进一步，步骤(3)中，焙烧温度为450-550℃，焙烧时间为1-3h。
17、进一步，焙烧环境气氛为空气或氧气。
18、进一步，步骤(3)后还包括步骤(4)：焙烧活化所得物料冷却降温后进行细磨、造粒后处理，得到所述脱硝催化剂。
19、进一步，所述脱硝催化剂的粒径为40-60目。
20、进一步，采用如下方法检测样品脱硝活性：取0.2g粒径范围为40-60目的样品压制颗粒置于石英管固定床中，通入模拟气体，在升温条件下进行脱硝活性测试；测试反应条件设定为：nox初始浓度500ppm，nh3初始浓度500ppm，o2浓度5％，平衡气n2，空速条件为60000h-1，测试温度范围为200-450℃，测试时间为2.5h
21、本专利技术的目的之二在于提供一种采用前述制备方法制得的脱硝催化剂，该脱硝催化剂富含mn、fe元素。
22、本专利技术的目的之三在于提供一种前述脱硝催化剂在烟气脱硝和/或nh3-scr反应中的应用。
23、本专利技术的目的之四在于提供一种用于制备脱硝催化剂的试剂组合物，利用该组合物制得的脱硝催化剂具有较好的脱硝性能。
24、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
25、用于制备脱硝催化剂的试剂组合物，所述试剂组合物包括电解锰渣和草酸溶液；所述电解锰渣和所述草酸溶液的液固比为1：1-5：1。
26、作为优选，所述电解锰渣和所述草酸溶液的质量体积比为液固比为1：1-2：1。
27、本专利技术提出的草酸活化焙烧电解锰渣制备脱硝催化剂的方法，步骤包括：1)原料干燥与细磨；2)混料、造浆、低温干燥；3)焙烧活化；4)细磨、造粒后处理。本专利技术采用草酸活化焙烧电解锰渣，具有步骤简单，活化焙烧温度温和，避免设备的大面积腐蚀等多个优点。并且利用锰渣含有金属氧化物等活性组分的特征，活化焙烧暴露活性组分，有效提高了表面活性组分的含量与分散度，促进电解锰渣的脱硝性能。
28、本专利技术的有益效果在于：
29、1.本专利技术以废弃电解锰渣为原料制备脱硝催化剂，基于电解锰渣含有脱硝活性组分元素(锰、铁)的性质，通过草酸活化焙烧处理电解锰渣后，在物料表面原位暴露氧化锰、氧化铁等物种，可制备成为具有脱硝活性的催化材料，实现催化脱硝材料制备。本专利技术以废治废，实现了固体废弃物电解锰渣的资源化利用。所制备的催化剂在200℃-450℃范围内具有催化活性，氮氧化物脱除率可达50％以上。
30、2.本专利技术采用含有催化活性组分的电解锰渣制备脱硝催化剂，有效的降低了固废处理成本，为电解锰渣固废资源化再利用提供了一种新的途径。
31、3.采用本专利技术方法处理电解锰渣后，含有的mno和fe2o3向表面富集，与未处理的电解锰渣相比，处理物料的氮氧化物净化转化率提高了20％以上。
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1.利用电解锰渣制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，以电解锰渣为原料，利用草酸溶液活化焙烧电解锰渣，制得所述脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电解锰渣粉末与草酸溶液的液固比为1：1-5：1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述草酸溶液的浓度为0.5mol/L-3mol/L。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电解锰渣粉末的粒径为200-300目。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌时间为30-60min；静置时间为2-12h；干燥温度为60-80℃。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，焙烧温度为450-550℃，焙烧时间为1-3h。
8.采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的脱硝催化剂。
9.权利要求8所述的脱硝催化剂在烟气脱硝和/或NH3-SCR反应中的应用。
10.用于制备脱硝催化剂的试剂组
...【技术特征摘要】
1.利用电解锰渣制备脱硝催化剂的方法，其特征在于，以电解锰渣为原料，利用草酸溶液活化焙烧电解锰渣，制得所述脱硝催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电解锰渣粉末与草酸溶液的液固比为1：1-5：1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述草酸溶液的浓度为0.5mol/l-3mol/l。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电解锰渣粉末的粒径为200-300目。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚小江，田时泓，曹俊，陈阳，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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