本发明专利技术提供一种硫酸法生产SCR用的二氧化钛制备方法，包括硫酸酸解钛铁矿、硫酸亚铁的去除、钛液加晶种水解、偏钛酸水洗、干燥、煅烧、粉碎、得到二氧化钛。本发明专利技术是对现有工艺的改进，在钛液晶种水解工段，在加入晶种水解前，通过在钛液中投放曲拉通和聚乙二醇，并严格控制和优化相应的水解工艺条件进行实施。本发明专利技术的制备方法制备工艺简单，且制备得到的二氧化钛粒子相比国内常规硫酸法制备得到的二氧化钛，其比表面、孔容、晶粒大小、结晶度好坏等指标都有显著改善，能够替代进口二氧化钛，用于SCR脱硝催化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种硫酸法生产SCR用的二氧化钛制备方法。该方法生产的二氧化钛可用作环保领域SCR脱硝催化剂的载体。
技术介绍
催化剂载体种类很多，各种氧化硅、氧化铝、分子筛都可以成为催化剂载体。用二氧化钛作载体是二十世纪七十年代才提出的新课题。据资料报导:七十年代末，在CO/H2体系研究中人们发现Pt/Ti02有‘金属一载体的强相互作用’(Strong Metal-SupportInteraction).随着研究的深入，许多学者认为二氧化钛将成为继氧化硅、氧化铝之后的第三代催化剂载体。二氧化钛是一种耐酸又耐碱的化学品，拿它做催化剂载体，绝对是耐腐蚀的。另夕卜，它还具有抗水热老化性能。抗结炭能力是氧化铝催化剂的10倍。有许多学者对钛基Claus硫回收催化剂抗硫酸盐化做过研究，认为:催化剂硫酸盐化成因来自以下三条途径:DAl2O3与SO3直接反应生成Al2(SO4)315 2) SO2 O2在Al2O3上发生催化反应，随后生成Al2 (SO4) 3。3) SO2在Al2O表面进行不可逆化学吸附，生成类似硫酸盐的结构物，导致活性位被复盖而失活。进一步研究还发现:微量O2能破坏在Al2O3的活性中心具有电子授体特征的还原中心，即其暴露的未完全配位的O2离子“缺陷”部位，从而导致活性下降。我国许多学者采用程序升温脱附(TH))、程序升温电导(TPEC)、和红外(IR)技术考察了 Al2O3和TiO2表面化学性质，揭示了 TiO2中氧、低价钛和氧缺陷以及半导体性能在TiO2对H2S和SO2进行催化反应所起的作用。研究发现:在Al2O3表面存在很难脱附的H2S和SO2物种，这种強吸附态的存在，不仅占据了表面活性位置，而且易发生硫酸盐化，而在TiO2上，由于H2S和SO2物种都较易脱附，从而不发生硫酸盐化。因此，TiO2可保持高活性。专利技术人从二十世纪八十年代就开始了钛载体的研究。一九九四年用二氧化钛为载体、钴/钥为活性组成制成加氢精制催化剂(T205型)；以氧化镍、稀土镧为活性组份制成甲烷化催化剂(J107型)首次在工业装置上应用取得成功。新型载体TiO2被国家科委、国家技术监督局、国家外国专家局等五个部委级单位评为《一九九四年度国家级新产品》、T205型有机硫加氢催化剂被评为《一九九六年国家级重点新产品》、J107型甲烷化催化剂被评为《一九九七年国家重点新产品》。种种迹象都表明:二氧化钛作载体具有众多的优越性。现有的硫酸法生产二氧化钛是以钛铁矿(钛铁矿砂、高钛碴)为原料，与硫酸发生酸解反应，制得合格钛液。将晶种加入合格钛液中进行水解制得偏钛酸。偏钛酸通过水洗，洗除游离的硫酸根后，再在高温焙烧制得生产需要的二氧化钛(俗名钛白粉)，该工艺制备得到的二氧化钛有一个致命的弱点:比表面小、孔容也较小，因此，对某些要求比表面大、孔容大、硫酸根含量低的载体就无法选用。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种硫酸法生产SCR用的二氧化钛制备方法。本专利技术的制备方法制备工艺简单，且制备得到的二氧化钛粒子相比国内常规硫酸法制备得到的二氧化钛，其比表面、孔容、晶粒大小、结晶度好坏等指标都有显著改善，能够替代进口二氧化钛，用于SCR脱硝催化剂。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种硫酸法生产二氧化钛的制备方法，包括硫酸酸解钛铁矿、硫酸亚铁的去除、钛液加晶种水解、偏钛酸水洗、干燥、煅烧、粉碎、得到二氧化钛。钛液加晶种水解过程为:在温度为90 98°C，TiO2浓度在180 200g/L、Ti3+(三价钛)2.0 2.7g/L、稳定性430 470 (稳定性又称稳定度，就是钛白粉生产中，钛液在条件变化的情况下，有发生早期水解而析出白色胶体粒子的倾向，这种倾向的强弱程度叫做钛液的稳定性。钛液的稳定性是以每毫升钛液用25°C的蒸馏水稀释到刚出现白色浑浊时所需要的蒸馏水毫升数来表示，单位是稳定性=用水总ml数/钛液ml数),Fe/TiO2为0.25 0.28、F值(F值的定义是=有效酸含量与总1102含量的重量比值)为1.50 2.00的钛液中，加入晶种，和以钛液体积计0.08—0.15% (V/V)，优选0.1-0.11% (V/V)的曲拉通和0.5—2.0% (V/V)，优选0.8-1.1% (V/V)的聚乙二醇，搅拌并在20-30分钟内升温至钛液沸腾，然后停止加热和搅拌，维持20-40分钟，再继续搅拌并在20-30分钟内升温至钛液沸腾，在搅拌下维持微沸(微沸是指冒小气泡，或隔几秒钟冒几个气泡)180-200分钟，水解结束。本专利技术是对现有工艺的改进，在钛液水解工段，在加入晶种水解前，通过在钛液中投放曲拉通和聚乙二醇，并结合严格控制和优化相应的水解工艺条件进行实施，解决了二氧化钛从颜料型转化为材料型的两大难题:(I)钛液的热水解是一个无序的工艺过程。加晶种是“诱导”水解朝我们需要的方向进行，但是晶种对钛液水解所起的诱导作用，对涂料用二氧化钛基本上已经满足，但是光靠加入晶种进行“诱导”水解，还不能有效地控制水解过程偏钛酸粒子的成长倾向。(2)钛液的水解是使二氧化`钛组分从液相的钛液转变为固相的偏钛酸,从而与母液中可溶性的杂质分离，以便提高二氧化钛的纯度。晶种是钛液水解的“催化剂”，晶种是胶粒微晶化的颗粒，带有一定的电荷如TiO2+和Ti4+。这些带电的微粒，在“诱导”热水解生成偏钛酸粒子的过程中，离子间的电荷作用、范德华夫力的作用极其杂复，为了不让分子间的聚合、提高体系分散、稳定性，从而生成晶粒大小、结晶度好坏、粒度分布合适、比表面、孔容达到一定要求的新型二氧化钛，这一切，光靠加入表面活性剂是远远不够的，必须要与钛液晶种水解的相关优化工艺条件结合起来，才能得到比表面大、孔容大、粒径分布小的二氧化钛。优选的，所述曲拉通为曲拉通X-100、曲拉通X-114、曲拉通X-305或曲拉通X-405，更优选曲拉通x-100 ;所述聚乙二醇为聚乙二醇-200、聚乙二醇-400或聚乙二醇-600，更优选为聚乙二醇-400，上述原料均可市售得到。优选的，晶种的加入量为1.5-3% (w/w),优选为2% (w/w)。(以钛液质量计)。优选的，水解过程中的搅拌转速控制在40-70转/分。优选的，本专利技术采用的钛液晶种水解为外加晶种微压水解法，它介于自生晶种常压水解和外加晶种加压水解之间。本专利技术中的外加晶种微压水解，压力控制在30 50mmH20o从钛液加晶种水解得到的偏钛酸中，含有大量的游离酸。常规的办法是通过多次水洗将硫酸根洗至二氧化钛重量的7 8% (w/w)，即使经过特殊水洗，硫酸根也只能洗至2 3% (w/w)。优选的,本专利技术的偏钛酸水洗包括如下步骤:将钛液加晶种水解结束后得到的偏钛酸进行过滤，得到滤饼，滤饼打浆后再进行过滤水洗，将硫酸根洗至以二氧化钛重量计的3 4% (w/w)，再用硝酸钙或硝酸钡将偏钛酸中余下的硫酸根除去。本专利技术在偏钛酸水洗步骤中加入硝酸钙或硝酸钡，使其与硫酸根生成溶度积很小的硫酸钙(7.10X10-5)或硫酸钡(107X10_1(I)，从而达到屏蔽硫酸根的影响。通过上述方法可以控制得到的二氧化钛中SO/—的含量，从而满足不同催化剂对二氧化钛中SO/—含量的要求。硝酸钙或硝酸钡的加入量可以由隐蔽硫酸根本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硫酸法生产SCR用的二氧化钛制备方法，包括硫酸酸解钛铁矿、硫酸亚铁的去除、钛液加晶种水解、偏钛酸水洗、干燥、煅烧、粉碎，得到二氧化钛；其特征在于：钛液加晶种水解过程为：在温度为90～98℃，TiO2浓度在180～200g/L、Ti3+为2.0～2.7g/L、稳定性430～470、Fe/TiO2为0.25～0.28、F值为1.50～2.00的钛液中，加入晶种，和以钛液体积计0.08～0.15％(V/V)，优选0.1～0.11％(V/V)的曲拉通和0.5～2.0％(V/V)，优选0.8～1.1％(V/V)的聚乙二醇，搅拌并在20?30分钟内升温至钛液沸腾，然后停止加热和搅拌，维持20?40分钟，再继续搅拌并在20?30分钟内升温至钛液沸腾，在搅拌下维持微沸180?200分钟，水解结束。
【技术特征摘要】
1.一种硫酸法生产SCR用的二氧化钛制备方法，包括硫酸酸解钛铁矿、硫酸亚铁的去除、钛液加晶种水解、偏钛酸水洗、干燥、煅烧、粉碎，得到二氧化钛；其特征在于:钛液加晶种水解过程为:在温度为90 98。。，TiO2浓度在180 200g/L、Ti3+为2.0 2.7g/L、稳定性430 470,FeAiO2为0.25 0.28、F值为1.50 2.00的钛液中，加入晶种，和以钛液体积计0.08 0.15% (V/V)，优选0.1 0.11 % (V/V)的曲拉通和0.5 2.0% (V/V)，优选0.8 1.1% (V/V)的聚乙二醇，搅拌并在20-30分钟内升温至钛液沸腾，然后停止加热和搅拌，维持20-40分钟，再继续搅拌并在20-30分钟内升温至钛液沸腾，在搅拌下维持微沸180-200分钟，水解结束。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述曲拉通为曲拉通X-100、曲...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈炳龙，沈雁鸣，沈雁军，沈雁来，王忠英，
申请(专利权)人：沈炳龙，
类型：发明
国别省市：
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