稀土尾矿对碳还原NO的催化作用研究

摘要

稀土元素具有特殊的的电子结构、催化性能，在催化领域中被广泛应用，得到许多意想不到的效果。主要是在各种纯稀土元素与铁、铜等物质混合后来进行探究，稀土元素主要是从稀土矿石中提炼而得。白云鄂博稀土尾矿因其独特的天然结构，包含铁、稀土等脱硝活性物质。考虑如果白云鄂博稀土尾矿无需将稀土元素提纯就能有良好的脱硝效果，会省掉很多繁琐的矿选流程。而活性炭以其吸附性强、廉价可再生的独特优势也被广泛的应用于脱硝领域。研究稀土尾矿与活性炭的联合脱硝将很大的降低脱硝成本。
　　(1)稀土尾矿与活性炭有联合脱硝作用，当温度在900℃～950℃范围时脱硝效果最好，为38.59%，产物为CO2和N2；对稀土尾矿进行磁选能改变其脱硝性能，其中无磁性矿物几乎对活性炭还原NO没有催化作用，稀土尾矿在12000GS磁选去掉大多数无磁性矿物后脱硝效率明显增强，脱硝效果为56.28%。再用1500GS对其进一步磁选，发现第二次磁选后得到的两种矿物的脱硝效果分别为21.87%、33.94%，后两种矿物的脱硝效果明显比第二次磁选前的矿物脱硝效率低。
　　(2)通过对磁选后各种矿物的XRF全元素定量分析，发现Ba、Si、Ca元素的减少有利于增加脱硝效率。Fe元素的减少会降低脱硝效率。根据稀土尾矿经过12000GS磁选后得到的矿物脱硝前后样品的能谱分析，发现脱硝后活性炭与矿物中的Ce、Fe、La、Nd、P、Pr等元素有结合凝块的现象，通过对比其他关于稀土脱硝的实验对比，初步判断稀土尾矿催化活性炭还原NO的活性物质与Fe、Ce、La、Nd、Pr等元素相关。
　　(3)稀土尾矿运用有机泡沫浸渍法制备多孔陶瓷结构体中浆料的最佳配方：总体质量分数为65%的稀土尾矿粉末、总质量分数为30%的硅酸钠溶液(硅酸钠质量分数为20%)、总质量分数为3%的无水乙醇、总质量分数为1%的羧甲基纤维素钠(流变剂)以及总质量分数为1%的十二烷基本磺酸钠(表面活性剂)；最大烧结温度为1050℃，浸渍后的焙烧升温步骤为：室温~200℃升温40分钟，200℃～700℃升温360分钟，700℃保持60分钟，700℃～1050℃升温40分钟，1050℃保持60分钟，之后自然冷却。上述方法制得的稀土尾矿多孔陶瓷结构体解决了稀土尾矿粉末做实验容易堵孔的弊端。

目录

声明

1 绪论

1.1我国NOX的污染排放情况

1.2 燃煤NOX的生成

1.3 NOX的控制技术

1.4稀土氧化物的性质及其在催化方面的应用

1.5本文的研究目的和内容

2.1实验材料及方法

2.2 活性炭作还原剂时的催化还原脱硝

2.3 磁选对尾矿脱硝性能的影响

2.4 本章小结

3 稀土尾矿脱硝活性成分的表征分析

3.1 XRD分析

3.2 XRF分析

3.3 脱硝前后的能谱分析

3.4 本章小结

4 稀土尾矿多孔结构的制备

4.1制备方法及流程

4.2有机泡沫的选择及预处理

4.3 制备过程

4.4 浆料添加剂配方的探究

4.5催化剂的性能研究

4.6本章小结

结论

参考文献

致谢