[发明专利]一种钛基陶瓷及其绿色制备方法

说明书

本发明公开了一种钛基陶瓷及其绿色制备方法。该钛基陶瓷由下述原料组分及其含量制备得到：50‑80质量份废弃钒钛脱硝催化剂、3‑10质量份Al₂O₃、1‑6质量份ZrO₂、0.2‑1.5质量份Co₃O₄、0.5‑1.5质量份TiB₂、8‑15质量份CaO、0.5‑1.2质量份V元素固溶剂。该钛基陶瓷兼顾了抗压强度和抗弯强度，其抗压强度达到653MPa以上，抗弯强度达到184MPa以上，钛基陶瓷中V元素浸出率远低于国家标准中对其限值要求，实现了对废弃有毒钒钛脱硝催化剂的高附加值资源化利用。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种以废弃的钒钛脱硝催化剂为原料得到钛基陶瓷的绿色制备方法。

背景技术

国内外烟气脱硝主要采用选择性催化还原(SCR)技术，商用脱硝催化剂多为钒钛催化剂，钒钛催化剂成分为V2O5、TiO2、WO3，催化剂寿命为2-3年，我国每年约有150万m3的废弃催化剂，虽然催化剂失活后，可以进行再生处理，但是却会产生二次污染(含V有毒废液)，失效后进行处理，一般为回收其中组分，处理费用高达10000元/m3。

目前市面上应用最广的钒钛脱硝催化剂中，TiO₂含量最高为80wt％左右，V₂O₅约为1wt％，在《不同外加剂对废弃脱硝催化剂制备钛基陶瓷性能的影响》一文中公开了分别选取CuO、硼砂、Nb₂O₅三种外加剂用于制备钛基陶瓷，只用掺杂2％Nb₂O₅的样品综合性能最佳，但是其抗弯强度最高不到190MPa，抗压强度低于630MPa。

而专利CN105347785《以废弃钒钛脱硝催化剂为原料的钛基陶瓷及其制备方法》公开了采用30-80％钒钛脱硝催化剂、0.22-45％硅源粉料、0.06-18％的铝源粉料(Al₂O₃)，促烧剂0.02-9％(碱金属氧化物)，V元素固溶剂0.1-10％(Nb₂O₅、B₂O₃、Fe₃O₄、MoO₃、Ta₂O₅、CuO)，制备得到的钛基陶瓷抗压强度虽然能够达到530-955MPa，但是抗弯强度最高仅为150MPa。

发明内容

本发明的目的是提供一种以废弃钒钛催化剂为原料，辅助其它物质，经过一系列处理，得到钛基陶瓷，该钛基陶瓷兼顾了抗压强度和抗弯强度，其分别能够达到653MPa和184MPa以上。

为了实现本发明的目的，本发明人通过大量试验研究并不懈努力，最终获得如下技术方案：一种钛基陶瓷，由下述原料组分及其含量制备得到：50-80质量份废弃钒钛脱硝催化剂、3-10质量份Al₂O₃、1-6质量份ZrO₂、0.2-1.5质量份Co₃O₄、0.5-1.5质量份TiB₂、8-15质量份CaO、0.5-1.2质量份V元素固溶剂。

进一步优选地，如上所述钛基陶瓷，由下述原料组分及其含量制备得到：65-75质量份废弃钒钛脱硝催化剂、6-8质量份Al₂O₃、3-5质量份ZrO₂、0.7-1.2质量份Co₃O₄、0.8-1.3质量份TiB₂、8-12质量份CaO、0.7-1.0质量份V元素固溶剂。

进一步优选地，如上所述钛基陶瓷，所述V元素固溶剂为Nb₂O₅、B₂O₃或CuO。