[发明专利]一种由赤泥酸碱活化直接制备铁系脱硝催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化铝冶炼行业危险固体废弃物处理和应用领域，涉及一种由赤泥制备铁系无钒中高温脱硝催化剂的方法。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染强碱性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。大量的赤泥属于强碱性物质，依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地的同时必须通过水泥围墙，避免对环境造成严重的污染。大部分国家已经将赤泥列为危险废弃物，赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

赤泥中不仅含有氧化铁，氧化硅、氧化铝、氧化钠及其他过渡金属氧化物等成分。赤泥中这些成分的高值化利用转化已有较多的相关专利报道，例如CN102234171A和CN101468866A中公开将赤泥进行脱碱而后作为生产水泥的原料；CN101891406A和CN1837121A公开了利用赤泥或经脱碱选铁后的赤泥和脱硫石膏制备水泥的方法；CN103373815A公开了以拜耳法赤泥为主要原料生产多孔微晶玻璃；CN103420359A公开了赤泥催化制备碳纳米管的方法；CN102757060A公开了通过石灰消钠的方式，而后分离其中铝和部分铁氧化物，实现铝化合物的深度提取。CN105536797 A提出了采用赤泥负载大量的氧化铜后制备脱硝催化剂，脱硝活性仅为80％，而且温度窗口窄。然而，上述这些发明中，赤泥中碱性化合物的脱碱或是其他处理过程，并未使其中的氧化铁及其他过渡金属氧化物得到很好的利用。特别是实现氧化铁的催化活性。结合赤泥的污染与综合利用现状，不难发现现阶段还没有可行的技术实现赤泥中铁的高值化利用方法与途径，以及高值化且量大的赤泥应用途径。

而对脱硝催化剂的调研中，商业化的中温催化剂均以钒钨钛或是钒钼钛氧化物体系，该催化剂需要耗费附加值高的钛白粉及钒钨氧化物，成本高，且高温氧化性强，很难应用于400℃以上的烟气条件。且随着国家环保政策的日益严格，建材领域水泥转窑烟气的深度脱硝势在必行，对高温高尘条件下实用的催化剂提出了新的要求。氧化铁作为活性组分或催化助剂制备脱硝催化剂的专利很多，如专利CN103949267A，CN102658161A中都提到采用氧化铁作为活性组分在载体TiO₂或Al₂O₃表面进行负载或是混炼制备脱硝催化剂，使催化剂具有高强度与高活性。赤泥中含有丰富的氧化铁成分，通过合适的制备与调控方法完全可以将其转化为燃煤烟气脱硝的优良催化剂，况且赤泥中还含有微量的过渡金属氧化物，如Cr₂O₃、TiO₂，Nb₂O₅及ZrO₂，这些都对NO的催化还原起到重要作用。

因此开发一种更加高效地将赤泥转化为脱硝催化剂的方法，不但能解决危废处理的难题，而且能有效的降低现有烟气脱硝成本，具有重大意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种由赤泥制备铁系脱硝催化剂的方法。本发明的方法通过酸碱调控反应，对赤泥中的碱金属进行脱除与体系中活性铁含量进行调节，实现具有中高温脱硝活性的铁钛硅铝复合氧化物的制备。本发明既解决了赤泥处理的难题，又降低了现有烟气脱硝成本，达到以废治废的目的。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种由赤泥制备铁系脱硝催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)向赤泥中加入酸，在70℃-200℃反应后，得到第一浆料，所述第一浆料为酸性浆料；

(2)向步骤(1)所述第一浆料中添加碱性物质，调节pH值至5-10，得到第二浆料；

(3)对步骤(2)所述第二浆料进行固液分离得到滤饼，对所述滤饼进行焙烧，得到具有脱硝活性的铁钛硅铝氧化物催化剂。