低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂及其制备方法，包括如下质量比组分：氢氧化铷4-5%，氢氧化铯2-3%，五氧化二钒4-6%，氢氧化钾6-10%，余量为硅藻土。是一种低温高活性的生产硫酸催化剂，其氢氧化铯和氢氧化铷是以锂云母为原料提取锂及锂盐后的副产物，大大降低了铯铷钒催化剂的生产成本，同时使用低温等离子干燥器进行干燥，生产的催化剂分散金属粒子均匀，粒子粒径小，催化效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产硫酸用的催化剂及其制备方法，特别是。
技术介绍
:硫酸是一种重要的无机化工原料，主要采用接触法生产。二氧化硫催化氧化为三氧化硫的转化工序是硫酸生产的关键环节，二氧化硫转化率的高低不但影响到硫酸的产量和成本，而且对减少环境污染有重要意义。提高二氧化硫的转化率最有效、最直接的办法是制备高活性的低温催化剂。但到目前为止碱金属盐做助催化剂的钒催化剂是最合适的催化剂。而铯、铷碱金属的助催化效果最好，但由于铷铯属于稀有金属，产量很少，价格昂贵，一般生产企业难以承受，因而难以推广使用。钒催化剂是以主催化剂五氧化二钒和助催化剂碱金属盐组成的活性组份负载在硅藻土上制成的。随着催化剂研究的发展，其低温活性不断提高。最早使用的钒催化剂是以钾盐为助催化剂的.二十世纪五十年代以后，逐渐改为钾钠混合盐作助催化剂，其工业使用温度降低了 30°C以上。二十世纪八十年代末，逐步开发以钾、钠和铯的混合盐为助催化剂的含铯低温催化剂，使用 温度又降低了 20°C -300C.但因铯化合物价格昂贵，催化剂生产成本很高。迄今为止，在国内还未生产出该类铯、铷、钒催化剂产品。铷、铯、钒催化剂主要用于低温催化烟气SO2转化SO3,吸收后制备硫酸。铯、铷、钒催化产品是一种经过铷、铯氧化物改性的钒催化剂。据有关行业统计数据显示，我国硫酸生产中冶炼烟气制酸约占硫酸生产总量的31%、硫磺制酸约占硫酸生产总量的47%、硫铁矿制酸约占硫酸生产总量的20%其它为石膏、硫化氢、高硫煤等原料制酸。以《硫酸行业“十二五”发展规划》中预测到2015年全国硫酸总产量将达到9500万吨。近年来，由于环保的日趋严峻，对二氧化硫排放，逐渐从浓度限制向总量控制转变。国家环保部于发布的《硫酸工业污染物排放标准》(GB 26132-2010)，硫酸生产的二氧化硫污染物排放标准限值为400mg/m3，为了降低装置二氧化硫排放浓度，使用铯铷钒催化剂是大势所趋。通过对碱金属元素Cs，Rb和Li以及镧系元素La，Ce, Pr, Nb等稀有金属助催化作用的研究发现这些元素的助催化作用，随着元素原子序数的增大而提高。碱金属中铷的助催化作用最大，而铷铯的助催化作用最好，综合效果最好。为了解决日益严重的环境问题，控制硫酸厂尾气中SO2的排放浓度，研制在低温度的有较高活性的铯铷钒催化剂，已十分急需。研制高活性的铯铷低温钒催化剂具有重大的现实意义。
技术实现思路
:本专利技术提供一种，以硅藻土为主要原料，包括氢氧化铯，氢氧化铷，五氧化二钒及氢氧化钾等，是一种低温高活性的生产硫酸催化剂，其氢氧化铯和氢氧化铷是以锂云母为原料提取锂及锂盐后的副产物，大大降低了铯铷钒催化剂的生产成本，同时使用低温等离子干燥器进行干燥，生产的催化剂分散金属粒子均匀，粒子粒径小，催化效率高。本专利技术一种低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂，包括如下质量比组分:氢氧化铷4-5%,氢氧化铯2-3%，五氧化二钒4-6%，氢氧化钾6-10%，余量为硅藻土。本专利技术低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂，所述催化剂由如下质量比组分组成:氢氧化铷4-5%，氢氧化铯2-3%，五氧化二钒5-6%，氢氧化钾6-8%，余量为硅藻土。本专利技术所述氢氧化铷和氢氧化铯是以锂云母为原料提锂及锂盐的过程中获得的副产物。一种低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂的制备方法，其方法如下: (1)硅藻土的处理:将硅藻土加入浓度为40-50Wt%硫酸溶液中，加热至80-95°C，除去硅藻土中的金属杂质离子，过滤，固液分离，得固体物，滤液回收，固体物用干燥器进行干燥，控制干燥温度为100-120°C，得硅藻土 I ; (2)铷、铯、钒液制备:将上述质量比的氢氧化铯，氢氧化铷和氢氧化钾，加热水进行溶解，控制水温在80-90°C，制成溶液后加入氢氧化钙进行反应，并控制反应溶液的ph在10-12之间，然后过滤，固液分离，固体除去，得母液；向母液中加入氢氧化钡，沉淀，除去固体沉淀硫酸钡，得滤液为混合溶液母液1，向母液I中加入氢氧化钾和五氧化二钒并加热溶解，过滤，得到的精滤液加酸调节精滤液的Ph为2-3，制得铷、铯、钒混合液2 ； (3)铷、铯、钒催化剂的制备:将(I)步制备的硅藻土I和(2)步制备的铷、铯、钒混合液2搅拌混合,并加入占混合后总质量的2-3 %硫酸钠及1-2 %硫磺，进行混碾均匀，并挤条成型，然后用干燥器干燥至其含水量< I Wt%，最后进行焙烧，控制焙烧温度为500-580°C，焙烧时间20-35分钟，自然冷却降温，得铷、铯、钒催化剂产品。本专利技术所述的低 温生产硫酸用的铷铯钒催化剂的制备方法，步骤(I)过滤，固液分离，得固体物，控制固体物的水份含量< 10 fft%,固体物用干燥器进行干燥，控制干燥温度为110°c，并控制干燥后的固体物水份含量彡I Wt%，得硅藻土 I。本专利技术低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂的制备方法，其步骤(2)是加硫酸调节混合溶液的Ph值。本专利技术的制备方法，其所述的干燥和焙烧优选采用低温等离子体进行干燥和焙 本专利技术，生产的铯、铷、钒催化剂由于其使用的氢氧化铯，氢氧化铷等原料，是以锂云母为原料提取锂及锂盐时所得的副产物，因此，大幅降低了本专利技术产品的生产成本。同时，在生产过程中的干燥采用等离子干燥器进行干燥和焙烧，缩短了干燥和焙烧时间，避免了长时间常规焙烧和高温热还原，导致的烧结过头，使得其孔径变小，其中的钒，铷，铯，钾的金属粒子变大，活性下降。因此用本方法使生产出的铯铷钒催化剂提高其孔结构，即其比表面积大，不团聚，分散粒子均匀，粒子粒径小等优点。下面是使用本专利技术方法生产铯、铷、钒催化剂和现有的钒催化剂进行脱硫时效果比较，如表1: 表I权利要求1.一种低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂，包括如下质量比组分:氢氧化铷4-5%，氢氧化铯2-3%，五氧化二钒4-6%，氢氧化钾6-10%，余量为硅藻土。2.依据权利要求1所述的低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂，其特征是所述催化剂由如下质量比组分组成:氢氧化铷4-5%，氢氧化铯2-3%，五氧化二钒5-6%，氢氧化钾6-8%，余量为娃藻土。3.依据权利要求1或2所述的低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂，其特征是所述氢氧化铷和氢氧化铯是以锂云母为原料提锂及锂盐后制备获得的。4.一种依据权利要求1所述的低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂的制备方法，其方法如下: (1)硅藻土的处理:将硅藻土加入浓度为40-50Wt%硫酸溶液中，加热至80-95°C，除去硅藻土中的金属杂质离子，过滤，固液分离，得固体物，滤液回收，固体物用干燥器进行干燥，控制干燥温度为100-120°C，得硅藻土 I ; (2)铷、铯、钒液制备:将上述质量比的氢氧化铯，氢氧化铷和氢氧化钾，加热水进行溶解，控制水温在80-90°C，制成溶液后加入氢氧化钙进行反应，并控制反应溶液的ph在10-12之间，然后过滤，固液分离，固体除去，得母液；向母液中加入氢氧化钡，沉淀，除去固体沉淀硫酸钡，得滤液为混合溶液母液1，向母液I中加入氢氧化钾及五氧化二钒并加热溶解，过滤，得到的精滤液加酸调节精滤液的Ph为2-3，制得铷铯钒混合液2 ； (3)铷、铯、钒催化剂的制备:将(I)步制备的硅藻土I和(2)步制备的铷铯钒混合液2搅拌混合,并加入占混合后总质量的2-3 %硫酸钠及1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温生产硫酸用的铷铯钒催化剂，包括如下质量比组分：氢氧化铷4?5%，氢氧化铯2?3%，五氧化二钒4?6%，氢氧化钾6?10%，余量为硅藻土。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹辉飞，朱军，翟忠南，李汉文，辛毅敏，
申请(专利权)人：宜春银锂新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：