[发明专利]用于处理氮氧化物污染气体的催化剂的制备方法和处理氮氧化物污染气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废物基催化剂的制备方法及利用此所制备的催化剂处理污染气体的方法，特别是涉及一种复合催化剂的制备方法及利用此所制备的催化剂处理污染气体的方法，应用于高效催化剂制备和废弃物资源化利用技术领域。

背景技术

氮氧化物NO_x是大气环境中的主要污染物，其主要来源有燃料燃烧产生的烟道气、机动车尾气及工业过程产生的废气。NO_x主要包括NO、N₂O、NO₂、N₂O₄等化合物，对环境和人体均有毒害作用。例如，氮氧化物与碳氢化合物结合生成的光化学烟雾具有致癌作用，与水结合生成硝酸和亚硝酸等随雨水到达地面形成酸雨等等。“十二五”期间，氮氧化物排放首次被列入约束性指标体系，要求指出，到2015年，全国氮氧化物排放总量较2010年需减少10%。因而，减排问题迫在眉睫。目前，利用钒系催化剂催化去除NO_x污染气体是工业上广泛使用的处理技术，但其具有成本高、催化反应温度高的缺点。因此，寻找一种经济、高效的NO_x催化剂成为减少NO_x排放量、防治其污染问题的可循之路。

富锰渣是高炉冶炼锰铁合金或硅锰合金时所排放的高温熔体，经水淬急冷形成的颗粒状的一种废渣，主要分布于广西、湖南、辽宁、贵州等省区。富锰渣的形成过程与高炉矿渣的形成过程类似，且其主要的化学成分与水泥熟料组成类似。因此，富锰渣能够用作水泥混合材和混凝土的掺合料，或进行回炉冶炼，用作生产锰硅合金、锰铁合金的原料。但是目前，国内对于锰渣的利用方式较为单一，锰渣的利用率、利用附加值仍较低，仅约30%用于建筑基础填埋、水泥、混凝土和回炉冶炼，而约70%均以露天堆积的形式存放。露天堆积占用土地资源，且可溶性Mn²⁺和Mn³⁺的析出将导致地下水、土壤污染，影响植物生长繁殖和人体神经系统健康。锰渣的大量堆积导致的土地资源和生态环境问题日益突出。因此，急需寻找合适的资源化利用方法使富锰渣得到高附加值的利用。

电镀废水是指电镀生产过程中产生的废水，属于危险废弃物，其中主要的污染物为各种重金属离子，常见的有Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、Fe、Mn、Sn、Au、Ag 等。这些污染物本身或其衍生化合物在一定条件下会对生物都产生毒害作用，很多甚至是三致物质。目前，广泛应用的电镀废水处理技术是化学沉淀法。化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的金属转变为不溶于水的化合物的处理方法，是一种成熟实用的处理技术，成本低且便于管理，处理后废水能达到排放标准。但是，化学沉淀法会产生大量的二次污染物——电镀污泥，使各种金属离子更加富集，处理难度更大。因此，寻找合适的电镀废水安全处置及资源化利用方法极为重要。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用富锰渣及电镀废水制备二氧化硅负载多金属氧化物复合催化剂，并应用于氮氧化物污染气体控制的方法，以工业废弃物富锰渣和电镀废水为原料，用以制备高效催化剂在低温下去除NO_x污染气体，实现资源化利用富锰渣及电镀废水，实现多用途、高效金属氧化物催化剂的制备的废弃物资源化高附加值利用，缓解环境污染紧张状况。

为达到上述发明创造目的，采用下述技术方案：

一种用于处理氮氧化物污染气体的催化剂的制备方法，步骤如下：

a．采用原料一为含有锰、铁、铝、硅及钙的锰渣，其中锰含量和硅含量均分别为20-30%，铝含量为8-20%，铁含量为3-10%，钙含量低于5%；采用原料二为总金属含量大于3500ppm的电镀废水，电镀废水中的铬含量大于3000ppm，锌含量大于200ppm；

b．氨水活化过程：对在所述步骤a中采用的原料一进行活化处理，将原料一投加至质量分数为5-10%的氨水溶液中搅拌2-3小时后进行固液分离，将固体水洗去除可溶性离子之后烘干，即得到活化后的锰渣；

c．按照在所述步骤a中采用的原料二电镀废水中的总金属含量与经所述步骤b活化制备的锰渣中的总金属含量的摩尔比例为1:1~1:5的比例，将活化后锰渣与原料二电镀废水进行混合，120℃微波加热30min，取出后静置冷却，得到混合物；

d. 将在所述步骤c中制备的混合物进行搅拌，并加入5-10%的氨水溶液，使pH值控制在8-9范围内，充分搅拌1-2h后，进行固液分离并烘干，得到混合沉淀物；