[发明专利]一种氧化铁皮制备的用于工业合成氨的熔铁催化剂

说明书

技术领域

本发明专利涉及环保技术领域，具体涉及一种氧化铁皮制备的用于工业合成氨的熔铁催化剂。

背景技术

合成氨是重要的化工原料，主要用来生产化肥、硝酸等，合成氨工业在国民经济中占有重要地位，与此同时合成氨也是一个大吨位、高能耗、低效益的产业。因而，催化剂的研究将对降低能耗，提高经济效益产生巨大的影响。

氧化铁皮是在钢材锻造和热轧热加工时，由于钢铁和空气中氧的反应形成的。如果对这些资源合理利用，可以降低生产成本，同时可以起到环保节能作用。氧化铁皮的主要成分是Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO。

以氧化铁皮为原料制备工业合成氨熔铁催化剂，开辟了氧化铁皮应用的新途径，最大限度地回收利用工业废弃物，提高氧化铁皮的综合利用水平，有利于工业的可持续发展。

发明内容

为了解决氧化铁皮资源化处置问题，本发明提供了一种以氧化铁皮为原料制备的工业合成氨的熔铁催化剂。

本发明利用氧化铁皮制备工业合成氨熔铁催化剂，将促进剂与氧化铁皮和铁粉混合，送到电阻炉熔融，控制熔融温度1400~2000℃，熔融结束时将液态熔料放入冷却槽，快速冷却到100℃以下，进一步冷却至室温；然后经破碎、球磨和筛分工艺，最终制得的催化剂其主要化学成分是Fe₃O₄，R=Fe²⁺/Fe³⁺一般在0.47~0.57。铁粉的的量10~20g，促进剂的组成为：氧化铝0.1~1.0g，氧化钾0.1~1.0 g。

利用氧化铁皮制备工业合成氨熔铁催化剂，实现了钢铁工业固体废弃物的资源化处理和综合利用，有效推动钢铁工业循环经济的发展，对于我国实现固体废弃物“无害化，减量化，资源化”具有现实意义。

具体实施方式

实施例一

将氧化铁皮100g，铁粉10g，氧化铝0.10g，氧化钾0.10g混合均匀后，装入电阻炉中熔融，熔融温度控制在1400℃，熔融结束时将液态熔料放入冷却槽，快速冷却到100℃以下，进一步冷却至室温，冷却后熔块经破碎、球磨和筛分，得催化剂产品。制备的催化剂最终成分控制为：R=Fe²⁺/Fe³⁺=0.47。

实施例二

将氧化铁皮100g，铁粉15g，氧化铝0.5g，氧化钾0.5g混合均匀后，装入电阻炉中熔融，熔融温度控制在1800℃，熔融结束时将液态熔料放入冷却槽，快速冷却到100℃以下，进一步冷却至室温，冷却后熔块经破碎、球磨和筛分，得催化剂产品。制备的催化剂最终成分控制为：R=Fe²⁺/Fe³⁺=0.51。

实施例三

将氧化铁皮100g，铁粉20g，氧化铝1.0g，氧化钾1.0g混合均匀后，装入电阻炉中熔融，熔融温度控制在2000℃，熔融结束时将液态熔料放入冷却槽，快速冷却到100℃以下，进一步冷却至室温，冷却后熔块经破碎、球磨和筛分，得催化剂产品。制备的催化剂最终成分控制为：R=Fe²⁺/Fe³⁺=0.57。