本發(fā)明涉及一種催化劑載體的制備方法，特別涉及一種催化劑載體用鈦鎢粉的制備方法。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放物中含有大量的氮氧化物，它不僅會(huì)引起酸雨，光化學(xué)煙霧等環(huán)境問(wèn)題，還會(huì)嚴(yán)重威脅人體健康，因此如何高效去除氮氧化物已經(jīng)成為一個(gè)重要課題。目前工業(yè)化應(yīng)用的脫硝催化劑多以TiO2為載體。
CN201310370843公開(kāi)了一種鈦鎢粉的制備方法。重量百分比濃度為5～10％的偏鎢酸銨溶液，加入檸檬酸(作為助溶劑)，在上述溶液中加入重量百分比濃度為5～10％硝酸鈰(作為活性助劑)，再將銳鈦型二氧化鈦加入到上述溶液中進(jìn)行攪拌。其中二氧化鈦與溶液的重量比為40～60∶50～70，最后進(jìn)行干燥及煅燒，干燥溫度為100～200℃、干燥時(shí)間為1～24h，煅燒溫度為400～600℃、煅燒時(shí)間為1～24h，得到所需的鈦鎢粉。
CN201210243571公開(kāi)了一種SCR脫硝催化劑專(zhuān)用的鈦鎢粉的制備方法。以硫酸法制備鈦白粉的中間體偏鈦酸為原料，經(jīng)打漿、分散、壓濾、切塊、煅燒和粉碎的工藝過(guò)程，制備鈦鎢粉。
CN201310738989公開(kāi)了一種制備鈦鎢復(fù)合物粉體的方法。(1)將硫酸法制備的偏鈦酸、鎢前驅(qū)體和表面分散劑混合后，加入還原劑，得到一次反應(yīng)物；(2)向一次反應(yīng)物中加入pH調(diào)節(jié)劑，并進(jìn)行加熱和捏合，得到二次反應(yīng)物；(3)將二次反應(yīng)物干燥、焙燒，粉碎，再加入表面改性劑改性，得到鈦鎢氧化物顆粒。其中，TiO2作為載體，含量為80-90％；WO3為催化助劑，含量為3-10％；SiO2或BaO含量小于10％。
目前催化劑用鈦鎢粉的制備方法，普遍存在工藝繁雜、制備的鈦鎢粉分散均勻性差、催化劑易失效等缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種催化劑用鈦鎢粉的制備方法，制備的鈦鎢粉分散均勻、粘度降低、流動(dòng)性好、保水性好，制得的催化劑容易成型、成品率高、強(qiáng)度高、活性高、質(zhì)量穩(wěn)定，在320-400℃高溫條件下催化活性穩(wěn)定。
本發(fā)明所提供的鈦鎢粉制備方法包括以下步驟：
(a)經(jīng)過(guò)洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至180-220g/L，用濃度為18-22％的氨水中和，中和后達(dá)到pH 8-9，中和過(guò)程保持1小時(shí)，中和過(guò)程持續(xù)使用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌；
(b)中和完成后，添加按成品三氧化鎢/(三氧化鎢+二氧化鈦)＝3.3-5.5％(優(yōu)選4.8％)含量計(jì)算，添加三氧化鎢含量大于88.5％的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨，持續(xù)攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)入升溫階段；混合物料升溫至75℃，升溫速率1℃/分鐘，保溫熟化1小時(shí)，之后經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓干，使濾餅含水量45-55％；
(c)脫餅后，濾餅經(jīng)過(guò)破碎，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒。回轉(zhuǎn)窯直徑*長(zhǎng)＝2.8m*55m，保持進(jìn)料速度為2.5-3t/h，其中優(yōu)選為2.5t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在300-310℃，窯頭溫度控制在500℃，高溫區(qū)溫度控制在550-580℃，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個(gè)物料在窯內(nèi)停留時(shí)間為8小時(shí)，物料經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉(cāng)等步驟后，經(jīng)過(guò)微米粉碎機(jī)粉碎即得成品鈦鎢粉。
優(yōu)選地，所述步驟(a)偏鈦酸濃度為190-210g/L。
優(yōu)選地，所述步驟(a)氨水濃度為19-21g/L。
優(yōu)選地，所述步驟(c)回轉(zhuǎn)窯烘干煅燒的進(jìn)料速度為2.5t/h。
優(yōu)選地，所述步驟(c)回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)溫度控制在560-570℃。
技術(shù)效果
本發(fā)明的制造方法得到的產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、通過(guò)優(yōu)化中和時(shí)間，加入氨水過(guò)度中和，調(diào)節(jié)中和后pH為8-9，中和后加熱熟化，使得產(chǎn)品分散均勻、粘度降低、流動(dòng)性好、保水性好，制得的催化劑容易成型、成品率高、強(qiáng)度高、活性高、質(zhì)量穩(wěn)定，在320-400℃高溫條件下催化活性穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)避免了使用表面活性劑和表面分散劑，簡(jiǎn)化工藝流程降低生產(chǎn)成本。
2、采用連續(xù)回轉(zhuǎn)窯煅燒，相比真空間斷燒結(jié)方式能夠更有效地提高生產(chǎn)效率從而降低生產(chǎn)成本。
3、制備的鈦鎢粉技術(shù)指標(biāo)如下：
晶體粒徑14-16nm；
TiO2含量為89±0.7％；
比表面積95-115m2/g；
揮發(fā)份(105℃，2h)≤2％；
灼燒損失(105℃2h烘干后樣品600℃灼燒1h)≤5％；
水懸浮液pH值1.2-3.0；
吸水量(30-35g/50g)；
45μm篩余物≤0.04％；
WO3含量4.3-5.5wt％；
SiO2含量4.5-5.5wt％；
Fe2O3≤0.010wt％；
SO42-含量1.5-3.5wt％；
團(tuán)聚粒徑D50(0.8-1.2)-μm；
團(tuán)聚粒徑D90≤10μm；
(K2O+Na2O)≤0.01wt％。
具體實(shí)施方式
為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。
實(shí)施例1
經(jīng)過(guò)洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至220g/L，用濃度為18％的氨水中和，中和后達(dá)到pH8，中和過(guò)程保持1小時(shí)，中和過(guò)程持續(xù)使用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌。中和完成后，添加按成品三氧化鎢/(三氧化鎢+二氧化鈦)＝3.3％含量計(jì)算，添加三氧化鎢含量大于88.5％的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨。加入后持續(xù)攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)入升溫階段?；旌衔锪仙郎刂?5℃，升溫速率1℃/分鐘，保溫熟化1小時(shí)。之后經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓干，使濾餅含水量45-55％。脫餅后，濾餅經(jīng)過(guò)破碎，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒。保持進(jìn)料速度為2.5t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在300℃。窯頭溫度控制在500℃，高溫區(qū)溫度控制在550℃?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個(gè)物料在窯內(nèi)停留時(shí)間為8小時(shí)。物料經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉(cāng)等步驟后，經(jīng)過(guò)微米粉碎機(jī)粉碎即得成品鈦鎢粉。
實(shí)施例2
經(jīng)過(guò)洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至210g/L，用濃度為19％的氨水中和，中和后達(dá)到pH8.3，中和過(guò)程保持1小時(shí)，中和過(guò)程持續(xù)使用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌。中和完成后，添加按成品三氧化鎢/(三氧化鎢+二氧化鈦)＝4.0％含量計(jì)算，添加三氧化鎢含量大于88.5％的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨。加入后持續(xù)攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)入升溫階段?；旌衔锪仙郎刂?5℃，升溫速率1℃/分鐘，保溫熟化1小時(shí)。之后經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓干，使濾餅含水量45-55％。脫餅后，濾餅經(jīng)過(guò)破碎，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒。保持進(jìn)料速度為2.6t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在305℃。窯頭溫度控制在500℃，高溫區(qū)溫度控制在560℃?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個(gè)物料在窯內(nèi)停留時(shí)間為8小時(shí)。物料經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉(cāng)等步驟后，經(jīng)過(guò)微米粉碎機(jī)粉碎即得成品鈦鎢粉。
實(shí)施例3
經(jīng)過(guò)洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至200g/L，用濃度為20％的氨水中和，中和后達(dá)到pH8.5，中和過(guò)程保持1小時(shí)，中和過(guò)程持續(xù)使用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌。中和完成后，添加按成品三氧化鎢/(三氧化鎢+二氧化鈦)＝4.8％含量計(jì)算，添加三氧化鎢含量大于88.5％的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨。加入后持續(xù)攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)入升溫階段?；旌衔锪仙郎刂?5℃，升溫速率1℃/分鐘，保溫熟化1小時(shí)。之后經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓干，使濾餅含水量45-55％。脫餅后，濾餅經(jīng)過(guò)破碎，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒。保持進(jìn)料速度為2.8t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在310℃。窯頭溫度控制在500℃，高溫區(qū)溫度控制在570℃?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個(gè)物料在窯內(nèi)停留時(shí)間為8小時(shí)。物料經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉(cāng)等步驟后，經(jīng)過(guò)微米粉碎機(jī)粉碎即得成品鈦鎢粉。
實(shí)施例4
經(jīng)過(guò)洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至190g/L，用濃度為21％的氨水中和，中和后達(dá)到pH 8.7，中和過(guò)程保持1小時(shí)，中和過(guò)程持續(xù)使用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌。中和完成后，添加按成品三氧化鎢/(三氧化鎢+二氧化鈦)＝5.0％含量計(jì)算，添加三氧化鎢含量大于88.5％的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨。加入后持續(xù)攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)入升溫階段?；旌衔锪仙郎刂?5℃，升溫速率1℃/分鐘，保溫熟化1小時(shí)。之后經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓干，使濾餅含水量45-55％。脫餅后，濾餅經(jīng)過(guò)破碎，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒。保持進(jìn)料速度為2.9t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在310℃。窯頭溫度控制在500℃，高溫區(qū)溫度控制在580℃?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個(gè)物料在窯內(nèi)停留時(shí)間為8小時(shí)。物料經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉(cāng)等步驟后，經(jīng)過(guò)微米粉碎機(jī)粉碎即得成品鈦鎢粉。
實(shí)施例5
經(jīng)過(guò)洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至180g/L，用濃度為22％的氨水中和，中和后達(dá)到pH9，中和過(guò)程保持1小時(shí)，中和過(guò)程持續(xù)使用循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)攪拌。中和完成后，添加按成品三氧化鎢/(三氧化鎢+二氧化鈦)＝5.5％含量計(jì)算，添加三氧化鎢含量大于88.5％的仲鎢酸銨或偏鎢酸銨。加入后持續(xù)攪拌1小時(shí)，然后進(jìn)入升溫階段?；旌衔锪仙郎刂?5℃，升溫速率1℃/分鐘，保溫熟化1小時(shí)。之后經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓干，使濾餅含水量45-55％。脫餅后，濾餅經(jīng)過(guò)破碎，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒。保持進(jìn)料速度為3t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在305℃。窯頭溫度控制在500℃，高溫區(qū)溫度控制在580℃?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個(gè)物料在窯內(nèi)停留時(shí)間為8小時(shí)。物料經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉(cāng)等步驟后，經(jīng)過(guò)微米粉碎機(jī)粉碎即得成品鈦鎢粉。