CN108640150A - 一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，包括以下步骤：Step1、取符合钛液指标的工业级钛液，升温至70～90℃；Step2、配制浓度为2.0～6.0mol/L的氢氧化钠溶液，然后，升温至70～90℃；Step3、将Step1的钛液加入Step2中得到的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后，加热升温至90～120℃，然后保温0～90min进行熟化；Step4、晶种稳定性达到150ml以下，进行水解反应，得到晶种。本发明原料为硫酸法生产的黑色钛液，对设备要求低，制备出的水解晶种活性高，所生产的脱硝钛白粉适用于脱硝催化剂生产的挤出、成型过程。
Description
技术领域
本发明涉及钛白粉生产技术领域，特别是涉及一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法。
背景技术
近年来，我国时常遭受雾霾、酸雨的侵袭，使得国家对于环保力度大大增加，特别是关于氮氧化物、硫氧化物的排放，国家***强制要求所有燃煤电厂、燃煤锅炉、煤化工装置安装脱硫脱硝和除尘设施。同时，加快出台火力发电、炼焦、建材、燃煤锅炉等燃煤设施污染物排放新标准，增设污染物排放指标，进一步严格污染物排放限值。另外，还加强脱硫脱硝和除尘等环保设施运行检查，确保相关环保设施正常运行，起到应有作用，由此，脱硝钛白粉的市场潜力逐渐凸显。
由于脱硝钛白粉质量要求较高，其原材料多依靠于进口，企业成本控制并不稳定，且目前国内的脱硝钛白粉技术尚不成熟，所生产的脱硝用钛白粉实际质量参差不齐，因此，对目前脱硝钛白粉的工艺进行改进，提高脱硝用钛白粉在催化剂制备过程中的应用性能势在必行。
中国专利200610039318 公开了一种用于生产钛白粉的水解晶种的制备方法，该方法通过氢氧化钠与硫酸氧钛溶液混合制备晶种，进行外加晶种水解，虽然缩短晶种的制备时间，降低前一工序浓缩硫酸氧钛溶液的浓度，提高了钛白粉的颜料和光学性能，但是其制备的钛白粉的孔径仅在5～10nm左右，且用于颜料钛白性能优化，不适用于脱硝催化剂用钛白粉的制备。
中国专利201010202414.4公开了一种制备钛白外加水解晶种的方法，该方法通过TiCl4作为钛源，进行晶种制备，该方法虽然工艺简单，对设备要求低，晶种活性稳定，但其原料纯度要求高，且制备的晶种金红石含量高，不适合脱硝钛白粉高比表面积的应用要求。
本发明的目的是提供一种操作简单、成本低、无污染、易实现工业化的外加水解晶种制备方法，且制备出的水解晶种活性高，本发明晶种用于水解后生产的脱硝钛白粉的孔径可控制在15～35nm，孔道结构规则有序、孔径分布狭窄，粉体形貌为均匀球形，适用于脱硝催化剂生产的挤出、成型过程，本发明晶种提高了国内钛白粉的质量，有利于提升国产脱硝钛白粉的市场竞争力。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，该方法原料为硫酸法生产的黑色钛液，对设备要求低，制备出的水解晶种活性高，所生产的脱硝钛白粉适用于脱硝催化剂生产的挤出、成型过程。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1、取符合钛液指标的工业级钛液，升温至70～90℃，
Step2、配制浓度为2.0～6.0mol/L的氢氧化钠溶液，然后，升温至70～90℃；
Step3、将Step1的钛液加入Step2中得到的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后，加热升温至90～120℃，然后保温0～90min进行熟化；
Step4、晶种稳定性达到150ml以下，进行水解反应，得到晶种。
为了更好的实施本发明，所述Step1中的钛液指标为TiO2=170～220g/L，Ti3+=0.7～2.7g/L，Fe2+/TiO2=0.25～0.35，F值=1.55～2.00，比重为1.521～1.552。
特别注意的是，所述Step3中不能将Step2得到的氢氧化钠溶液加入到Step1得到的钛液中，否则制备的晶种稳定性不稳定。
进一步的，所述Step3中，氢氧化钠溶液和钛液的添加比例为摩尔比NaOH:TiO2＝0.35～7:1。
作为优选，所述Step2中配置的氢氧化钠溶液浓度为3.5～6.0mol/L。
更进一步的，所述Step2中配置的氢氧化钠溶液浓度为3.5mol/L。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、本发明以黑色钛液为原料，要求氢氧化钠与硫酸氧钛的浓度，通过控制氢氧化钠与硫酸氧钛的摩尔比，制备用脱硝钛白粉生产活性稳定的水解晶种。
2、本发明晶种用于水解后生产的脱硝钛白粉的孔径可控制在15～30nm，孔道结构规则有序、孔径分布狭窄，粉体形貌为均匀球形。
3、本发明以工业原料为依托，操作简单，工艺流程短，容易实现工业化生产。
4、本发明对设备要求低，制备出的水解晶种活性高，本发明晶种用于水解后生产的脱硝钛白粉适用于脱硝催化剂生产的挤出、成型过程。
附图说明
图1为本发明实施例一制备的晶种水解后的脱硝二氧化钛的扫描电镜图。
图2为本发明实施例二制备的晶种水解后的脱硝二氧化钛的扫描电镜图。
图3为本发明实施例三制备的晶种水解后的脱硝二氧化钛的扫描电镜图。
图4为本发明实施例一和实施例二制备的晶种水解后的脱硝二氧化钛的孔径分布图，图中横坐标为孔径，纵坐标为孔数量。
图5为本发明实施例三制备的晶种水解后的脱硝二氧化钛的孔径分布图，图中横坐标为孔径，纵坐标为孔数量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
Step1、取符合钛液指标TiO2浓度为170g/L、Ti3+浓度为1.7g/L、Fe2+/TiO2的比值为0.35、F值为1.73、比重为1.532的工业级钛液，升温至70℃；
Step2、配制浓度为2.3mol/L的氢氧化钠溶液，升温至70℃;
Step3、将钛液加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后，温度升至95℃，保温15min熟化；
Step4、晶种稳定性达到120ml，进行水解反应，获得晶种；
本实例中，按NaOH:TiO2＝0.35:１（摩尔比）的比例准备钛液和氢氧化钠溶液。
实施例二
Step1、取符合钛液指标TiO2浓度为170g/L、Ti3+浓度为0.9g/L、Fe2+/TiO2的比值为0.31、F值为1.80、比重为1.525的工业级钛液，升温至75℃；
Step2、配制浓度为3.5mol/L的氢氧化钠溶液，升温至75℃;
Step3、将钛液加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后，温度升至100℃，保温15min熟化；
Step4、晶种稳定性达到100ml，进行水解反应，获得晶种；
本实例中按NaOH:TiO2＝1:１（摩尔比）的比例准备钛液和氢氧化钠溶液。
实施实例三
Step1、取符合钛液指标TiO2浓度为200g/L、Ti3+浓度为2.3g/L、Fe2+/TiO2的比值为0.29、F值为1.90、比重为1.532的工业级钛液，升温至90℃；
Step2、配制浓度为6.0mol/L的氢氧化钠溶液，升温至90℃;
Step3、将钛液加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后，温度升至110℃，保温8min熟化；
Step4、晶种稳定性达到90ml，进行水解反应，获得晶种；
本实例中按NaOH:TiO2＝4.5:１（摩尔比）的比例准备钛液和氢氧化钠溶液。
综上所述，通过本实施例的描述，可以使本技术领域人员更好的实施本方案。
Claims (6)
1.一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1、取符合钛液指标的工业级钛液，升温至70～90℃；
Step2、配制浓度为2.0～6.0mol/L的氢氧化钠溶液，然后，升温至70～90℃；
Step3、将Step1的钛液加入Step2中得到的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后，加热升温至90～120℃，然后保温0～90min进行熟化；
Step4、晶种稳定性达到150ml以下，进行水解反应，得到晶种。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于：所述Step1中的钛液指标为TiO2=170～220g/L，Ti3+=0.7～2.7g/L，Fe2+/TiO2=0.25～0.35，F值=1.55～2.00，比重为1.521～1.552。
3.根据权利要求1所述的一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于：所述Step3中不能将Step2得到的氢氧化钠溶液加入到Step1得到的钛液中，否则制备的晶种稳定性不稳定。
4.根据权利要求1或3所述的一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于：所述Step3中，氢氧化钠溶液和钛液的添加比例为摩尔比NaOH:TiO2＝0.35～7:1。
5.根据权利要求1所述的一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于：所述Step2中配置的氢氧化钠溶液浓度为3.5～6.0mol/L。
6.根据权利要求1或5所述的一种脱硝用二氧化钛外加水解晶种的制备方法，其特征在于：所述Step2中配置的氢氧化钠溶液浓度为3.5mol/L。
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