CN113151673B - 一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，属于失效催化剂环保处理技术领域；本发明将失效催化剂中的催化剂本体和堵塞物进行分离；所述催化剂本体中氧化钛含量不少于65％；将所述催化剂本体进行加热制成改性催化剂；将所述堵塞物与含铁物料混合进行加热制成低熔点物料；所述含铁物料中FeO的质量含量不少于含铁物料总量的35％；将改性催化剂、低熔点物料和其他球团料混合造球制备球团；本发明通过对催化剂改性，并结合堵塞物与含铁物料混合进行加热所形成的低熔点物料，有效避免催化剂本体在球团焙烧过程中发生相变而产生的不利影响；实现了失效SCR催化剂减容化、无害化、资源化处理利用。

Description

一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法
技术领域
本发明涉及失效催化剂环保处理技术领域，更具体地说，涉及一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法。
背景技术
目前氮氧化物(NOx)是工业烟气中最主要的污染物之一，NH3-SCR法脱硝由于稳定高效而被广泛使用。NH3-SCR法最核心的技术在于催化剂开发，目前世界上使用最多的脱硝催化剂是V2O5-WO3/TiO2催化剂。由于脱硝工况复杂，催化剂在使用过程中会因为烧结、堵塞、化学中毒等原因而失活，从而成为危废。如何处理失效脱硝催化剂成为企业面临的难题。
目前针对失效SCR脱硝催化剂主要有固化法以及有价元素提取法。固化法主要将失效催化剂去除堵塞物后，集中处理，填埋入地下或者加入建筑材料中，可以解决催化剂放置问题，但从长远来看，对环境存在着污染隐患；有价元素提取则是在去除堵塞物后，提取失效催化剂中的V、W、Ti元素，通过化学浸出，将上述元素从催化剂中分离，并加以利用，该方法可以发挥失效催化剂的利用价值，然而有价元素提取效率有限，并且在提取过程会产生大量的废液，从而产生新的污染。
催化剂中最主要的成分为TiO2，值得注意的是含钛矿物在钢铁冶金的高炉炼铁过程中具有较高的使用价值。高炉在生产铁水的过程中，储存铁水的炉缸会因为铁水的冲刷侵蚀而不断磨损，含钛矿物可以使侵蚀部位生成含钛的沉积物，而含钛物质的熔点较高，可以对炉缸起到保护作用，从而延长高炉的使用寿命。同时，对钢铁企业来说，随着脱硝工业的发展，未来将会产生大量失效V2O5-WO3/TiO2催化剂，若能实现失效催化剂在钢铁企业内部消纳处理，对钢铁企业“固废不出厂”理念的实施和节约固废处理成本起到关键作用。
目前高炉冶炼工艺中球团是高炉重要的炼铁原料之一，其产量较大，球团制备过程具有较大的固废消纳潜力。申请人尝试将粉末状失效催化剂与磁铁矿粉直接混合，利用冶金球团工艺造成小球，在配料中加入2.5％，5％，7.5％，10％的失效催化剂，此时生产未干燥球团(生球)的500mm落下次数、生球抗压等指标，具有明显的提高作用，但生球在110℃条件下干燥后，加入催化剂的球团表面出现大量裂纹。选取表面未出现裂纹的进行球团焙烧，对焙烧球进行抗压强度检测，发现焙烧球强度降低较为明显，且检测结果波动大，说明球团性能不稳定。
根据前期试验结果可知，直接将失效催化剂磨成粉与磁铁矿粉混合造球，会对球团质量造成较大影响。在催化剂添加量为2.5％，5％，7.5％，10％时，生球的抗压和落下指标有所优化，但焙烧后球团的抗压强度发生了不同程度的恶化。主要原因是失效催化剂主要成分是TiO2常温下吸水性与粘结性强，可以起到粘结磁铁矿粉的作用。但在生球干燥过程，该性质会产生不利影响。在微观视角下，球团内部水分分布不均匀，催化剂颗粒部分水分含量高，铁矿粉水分含量低，通过传统的高温水分蒸发，不同颗粒的水蒸气蒸发流速差异大，导致球团内部气流互相干扰，球团干燥过程收缩不均匀，导致生球在干燥过程，表面形成裂纹。而在焙烧过程中失效催化剂发生锐钛矿相向金红石相转变，而铁矿粉发生由Fe3O4相向Fe2O3相转变，两种相转变导致小球内部出现不同方向上的体积变化，从而应力集中，使球团内部容易出现细小裂纹，最终球团质量变差。
目前将失效V2O5-WO3/TiO2催化剂利用于高炉护炉球团生产工艺较少，而根据实验经验，不能将失效催化剂简单配入造球原料中进行生产含钛球团，需要充分考虑失效催化剂加入的影响，通过理论分析与实践相结合，采用合适的原料改性处理方式，以实现无害化、资源化以及对球团质量不产生较大影响的方式对失效催化剂进行处置，从而生产一种成分可控，结构稳定的高炉护炉球团，实现失效催化剂的有效利用。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中，含氧化钛的失效催化剂通过球团工艺消解过程中影响球团质量的技术问题，提供了一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，通过将失效催化剂破碎改性，添加低熔点物质，有效减少失效催化剂在球团工艺消解过程中对球团质量的影响。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，将失效催化剂中的催化剂本体和堵塞物进行分离；所述催化剂本体中氧化钛含量不少于65％；将所述催化剂本体进行加热制成改性催化剂；将所述堵塞物与含铁物料混合进行加热制成低熔点物料；所述含铁物料中FeO的质量含量不少于含铁物料总量的35％；将改性催化剂、低熔点物料和其他球团料混合造球制备球团。
优选地，含铁物料为氧化铁皮，FeO的质量含量不少于氧化铁皮总量的45％。
优选地，处理失效催化剂方法的具体步骤为：
S1、原料准备
(1)失效催化剂的准备
将失效催化剂中的堵塞物分离出来，分别对催化剂本体和堵塞物进行破碎，得到粉状催化剂本体和粉状堵塞物，然后对粉状催化剂本体和粉状堵塞物进行烘干；
(2)含铁物料的准备
取含有FeO的含铁物料，对含铁物料进行破碎、烘干；
(3)其他球团料的准备
S2、原料改性
(1)催化剂改性
将粉状催化剂本体进行焙烧处理，制得改性催化剂；
(2)低熔点物料
将粉状堵塞物与含铁物料进行混合，混合后进行焙烧，焙烧后再破碎成粉状制成低熔点物料；
S3、球团制备
将改性催化剂、低熔点物料和其他球团料混合磨细，在造球机中造球制得生球团，然后对生球团进行焙烧制得球团。
优选地，步骤S1破碎得到的粉状催化剂本体中粒径不大于200目的占粉状催化剂本体总量的85％以上，粉状堵塞物的粒径不大于200目；含铁物料粉碎后其中粒径不大于200目。
优选地，步骤S2粉状催化剂本体的焙烧温度为800～900℃，保温时间为1.5～3h；和/或步骤S2粉状堵塞物与含铁物料混合焙烧的温度为550～800℃，保温时间为4～6h。
优选地，步骤S2低熔点物料破碎后，低熔点物料粉碎后其中粒径不大于200目的占低熔点物料总量的85％以上。
优选地，步骤S2粉状堵塞物与含铁物料混合焙烧过程以及焙烧后冷却过程中持续通入氮气进行保护。
优选地，步骤S2粉状堵塞物与含铁物料添加的质量比为1∶1～1∶1.5。
优选地，步骤S3中低熔点物料粉末占球团料总质量的0.5～4％、改性催化剂粉末占球团料总质量的2.5～10％；其他球团料中，膨润土占球团料总质量的2％，其余包括磁铁矿粉。
优选地，步骤S3中将所有球团料先进行润磨在进行造球，润磨时间不少于30min。
优选地，步骤S3球团干燥过程中采用鼓风焙烧的方式进行干燥，然后焙烧。
优选地，鼓风干燥过程中鼓风流速为0.5-0.8m/s，温度为280-300℃，鼓风时间为5～15min；球团焙烧温度为1250～1280℃，焙烧时间为15～20min。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，将失效催化剂中的催化剂本体和堵塞物进行分离；所述催化剂本体中氧化钛含量不少于65％；将所述催化剂本体进行加热制成改性催化剂；将所述堵塞物与含铁物料混合进行加热制成低熔点物料；所述含铁物料中FeO的质量含量不少于含铁物料总量的35％；将改性催化剂、低熔点物料和其他球团料混合造球制备球团；通过对催化剂改性，并结合堵塞物与含铁物料混合进行加热所形成的低熔点物料，有效避免催化剂本体在球团焙烧过程中发生相变而产生的不利影响；实现了失效SCR催化剂减容化、无害化、资源化处理利用。
(2)本发明的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，通过将失效催化剂中的催化剂本体以及堵塞物进行针对性改性，较好地利用高炉球团制备过程对失效催化剂进行有效消解；避免失效催化剂直接加入至球团料中对球团质量的影响，而且还有利于球团性能的改善；同时失效催化剂中含有的TiO2对高炉炉缸具有较好的护炉作用，另外失效催化剂中 V、W元素还原成单质进入铁水，V和W元素在炼钢工艺中属于有益元素，留在钢水中可以大大提升钢材质量，从而实现了失效SCR催化剂减容化、无害化、资源化处理利用。
(3)本发明的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，球团焙烧过程中采用鼓风焙烧的方式进行焙烧，使得焙烧过程中的球团外部稳定气流形成稳定定向的蒸气压，使得球团内部水分挥发方向定向，可以有效避免球团产生裂纹。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴；除此之外，本发明的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。
实施例1
本实施例的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，
将失效催化剂中的催化剂本体和堵塞物进行分离；将含氧化钛的催化剂本体进行预热处理，制得改性催化剂；将堵塞物粉末与氧化铁皮粉末混合加热，冷却后破碎得到低熔点物料粉末。再将上述的改性催化剂、低熔点物料粉末与磁铁矿粉混合造球，生产含钛护炉球团。
步骤一、原料准备
(1)失效催化剂准备：取失效催化剂，分离催化剂与堵塞物，将催化剂本体和堵塞物分别破碎成颗粒≤200目粉末，在105℃烘箱中烘干4h；
(2)含铁物料准备：取含铁物料烘干后破碎成颗粒尺寸≤200目粉末，在氮气气氛的105℃烘箱中烘干4h；
步骤二、改性失效催化剂制备
将破碎后的失效催化剂在650℃空气条件下焙烧2h，升温速率为10℃/min；
步骤三、低熔点物料制备
将堵塞物粉末与含铁物料粉末均匀混合，在600℃的马弗炉中进行焙烧处理5h，实验气氛为氮气气氛，并在氮气气氛下冷却5h，得到低熔点物料，将所得低熔点物料破碎成≤200目粉末；
步骤四、失效催化剂造球
将改性失效催化剂粉末、低熔点物料粉末、膨润土以及磁铁矿粉进行混合均匀，向混合料中加入雾状水，水分控制在7-8％，之后润磨40min，在倾角为45°，直径为800mm圆盘造球机中，以转速20r/min进行造球，制得生球团；
步骤五、生球落下强度检测
选取大小相近的12个生球，每次测试一个生球，从0.5m的高度自由落下至10mm厚的钢板上。计数从0次开始，重复进行落下试验，直到生球出现裂纹即为落下次数。计算平均值作为生球落下强度。
步骤六、生球抗压强度检测
生球抗压强度检测按ISO 4700标准，在生球抗压强度测定仪器(YHKC-2A型)上进行。选取大小相近的12个生球，每次测试一个生球。计算平均值作为生球抗压强度。
步骤七、生球爆裂温度检测
生球爆裂温度采用动态测定法进行测定。随机取50个合格生球，装入检测杯体，爆裂炉风温从低温向高温变化，变化梯度为20℃，风温稳定后，将装有小球的杯体放入鼓风加热炉管中，空气经过加热后流过小球透过杯体底部，对生球进行爆裂测试。杯体放入时间为2min，。如果生球爆裂数目为2个，则对应温度为本次试验的生球爆裂温度。一组实验球经过3次测试，取三次爆裂温度平均值作为检测指标。
步骤八、生球干燥
将合格生球置入300℃鼓风干燥炉中干燥，鼓风鼓风流速为0.6m/s，鼓风时间为8min，每次干燥生球数量为100个。
步骤九、球团焙烧
球团焙烧在立式管式炉中进行，焙烧温度为1280℃，焙烧时间为15min。
步骤十、焙烧球抗压强度检测
焙烧球抗压强度按照ISO 4700-1996标准，在球团抗压强度测试仪(WDW-QT-10型)上测定。选取大小相近的12个焙烧球，每次测试一个焙烧球强度，计算平均值作为球团抗压强度。
所述的低熔点物料的干料质量百分比为：堵塞物粉末：45.45％，氧化铁皮粉末54.54％；所述的造球原料干料质量百分比为：磁铁矿：86％，膨润土：2％；改性失效催化剂粉末：10％；低熔点物料：2％。
有必要说明的是：所述的低熔点物料由催化剂中堵塞物和氧化铁皮组成，其中氧化铁皮为炼钢、轧钢生产过程中钢坯在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物，其成分质量百分含量为：TFe：71.04％，FeO：48.79％，SiO2：1.87％，CaO：2.5％，Al2O3：0.38％，MgO：0.27％， Sx：0.013％，P：0.051％，其余为不可避免杂质；所述的堵塞物粉末为燃煤电厂烟气SCR脱硝催化剂中沉积的固体颗粒物，其成分质量百分含量为：SiO2：48.56％，Al2O3：28.91％，Sx： 8.41％，Fe2O3：5.25％，CaO：3.80％，K2O：1.87％，TiO2：1.19％，Na2O：0.91％，MgO：0.67％， P：0.07％，其余为不可避免杂质；
需要说明的是，所述的失效催化剂为燃煤电厂烟气SCR脱硝系统中产生的固体失效物，其成分质量百分含量为：TiO2：86.28％，WO3：4.59％，SiO2：3.54％，CaO：1.29％，Al2O3：0.88％，V2O5：0.62％，Sx：0.46％，P：0.06％，Na：0.08％，K：0.09％，其余为不可避免杂质；所述的磁铁矿为当地产张庄矿粉，其成分的质量百分含量为：TFe：65.75％，FeO：26.5％，SiO2：6.57％，Al2O3：0.84％，CaO：0.30％，MgO：0.48％，P：0.014％，Sx：0.054％；所述的膨润土为常见的球团生产粘结剂，其成分质量百分含量为：SiO2：69.43％，Al2O3：17.40％，Fe2O3：2.39％，CaO：2.50％，K2O：2.48％，Na2O：2.77％，MgO：2.21％。
对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1。
对比例1
本对比例是作为基准实验，本对比例的实验过程同实施例1，不同之处在于：未添加改性催化剂和低熔点物质，加入膨润土做球团粘结剂，生产球团在110℃真空烘箱中，干燥4h。所述的造球原料的干料各组分的质量百分比为：磁铁矿：98％，膨润土：2％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1。
对比例2
本对比例的实验过程同实施例1，不同之处在于：生产球团在110℃真空烘箱中，干燥4h。所述的的造球原料干料各组分的质量百分比为：磁铁矿：86％，膨润土：2％；改性失效催化剂粉末：10％；低熔点物质：2％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1。
对比例3
本对比例的实验过程同实施例1，不同之处在于：未添加低熔点物质，加入的失效催化剂未经预热处理。所述的造球原料的干料各组分的质量百分比为：磁铁矿：88％，膨润土：2％，失效催化剂粉末：10％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1。
对比例4
本对比例的实验过程同实施例1，不同之处在于：未添加低熔点物质。所述的造球原料的干料各组分的质量百分比为：磁铁矿：88％，膨润土：2％，失效催化剂粉末：10％。对所造球团性能进行测量，实验结果记录如表1。
表1球团性能检测
通过对表1的球团生产质量指标进行对比分析，可以得到以下结论：
(1)通过实施例1和对比例1的实验可以发现，将改性失效催化剂、低熔点物质配加造球原料中进行生产，生球平均落下强度、生球平均抗压强度得到明显提高。生球爆裂温度、干球裂纹比例、焙烧球抗压强度等质量指标没有受到明显影响。
(2)将实施例1与对比例2进行对比时，申请人发现添加改性失效催化剂与低熔点物质的小球生球平均落下强度、生球平均抗压强度指标基本保持不变，生球爆裂温度降低，通过一般的烘箱干燥，干球裂纹比例、焙烧球抗压强度等质量指标出现不同程度变差趋势。生球爆裂温度由542℃降低到506℃，生球大范围出现裂纹，裂纹比例达到74.8％。
(3)将实施例1与对比例3进行对比时，申请人发现低熔点物质未配入原料中，失效催化剂未经过改性处理直接配加到造球原料中，生球平均落下强度、生球平均抗压强度指标基本保持不变，生球爆裂温度、干球裂纹比例、焙烧球抗压强度等质量指标出现不同程度变差趋势。
(4)将实施例1与对比例4进行对比时，申请人发现低熔点物质未配入原料中，焙烧球平均抗压强度明显低于添加低熔点物质球团的抗压强度。
因此可以看出，失效催化剂不能简单的直接加到造球原料中，且一般球团的干燥工艺不适用于失效催化剂生产含钛球团。
本发明通过将失效催化剂进行预热处理得到改性催化剂，将堵塞物粉末与氧化铁皮粉末焙烧形成低熔点物质。将上述两种物质与磁铁矿润磨处理后造球，最后在鼓风干燥条件下制备含钛护炉球团。生产的球团钛含量可控，结构稳定，可以用于新高炉投产初期或者高炉炉龄末期冶炼使用，其中的TiO2成分可以有效的保护高炉炉缸，延长高炉使用寿命，同时，高炉强还原性气氛可以将失效催化剂中V、W元素还原成单质进入铁水，V和W元素在炼钢工艺中属于有益元素，留在钢水中可以大大提升钢材质量，从而实现了废SCR催化剂减容化、无害化、资源化处理利用。
本发明通过深入分析高温条件下球团内部发生的变化过程，并结合申请人开展的大量试验研究发现，本发明所采用的失效V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂，以锐钛矿型二氧化钛为载体，该结构在温度550-800℃过程中会发生不可逆的晶型转变，由锐钛矿型二氧化钛转变为金红石型二氧化钛；而造球所用的磁铁矿主要成分为Fe3O4，磁铁矿在200-1000℃过程中会发生连续化学和物理变化，在200℃以上过程会发生Fe3O4向γ-Fe2O3转变，该过程不发生晶型转变，在400℃以上γ-Fe2O3会转变为α-Fe2O3，该过程γ-Fe2O3立方晶系转变为α-Fe2O3斜方晶系，球团矿固结过程主要通过上述相变过程重结晶，该过程会在固体颗粒之间形成微晶键连接，该连接方式决定了生产球团的各项性能指标。通过分析我们可以看出，锐钛矿型二氧化钛转变为金红石型二氧化钛的相变过程与γ-Fe2O3转变为α-Fe2O3的相变过程温度重叠，在重叠温度区间内，两种相变过程互相干扰，相变方式不同，使得球团内部晶粒与晶粒之间产生应力集中，使得球团矿质量下降。而本发明采用失效催化剂提前焙烧预处理的方法，使得锐钛矿型二氧化钛转变为金红石型二氧化钛提前发生，避免其影响γ-Fe2O3转变为α-Fe2O3的相变过程。此外为了进一步消除这种影响，本发明充分利用了失效催化剂孔洞中的堵塞物。堵塞物中SiO2与Al2O3含量较高。根据热力学分析FeO和Fe3O4可在100-1000℃与SiO2形成 2FeO·SiO2、2FeO·SiO2-SiO2共晶混合物、2FeO·SiO2-FeO共晶混合物以及2FeO·SiO2-Fe3O4共晶混合物，这些物质的熔点在1142-1210℃范围内。此外Al2O3、SiO2与FeO可在200℃以上发生反应，生成3FeO·Al2O3·3SiO2共晶混合物，其熔点为1108℃。球团生产过程添加这类低熔点物质，在1250～1280℃的球团焙烧温度条件下，低熔点物质以液相形式存在，这些液相可以在产生应力的α-Fe2O3相与金红石型二氧化钛之间起到缓冲作用。
申请人在实验过程中发现，在球团干燥过程中，加入的失效催化剂会对生球水分蒸发的过程产生影响，采用传统的真空高温水分蒸发干燥法处理含钛球团会导致球团大范围出现裂纹。主要原因在于，失效催化剂主要载体材料为二氧化钛，该材料是内部微孔材料，与磁铁矿粉的内部实心结构不同，失效催化剂的吸水性能极强，在微观视角下，球团内部水分分布不均匀，催化剂颗粒部分水分含量高，铁矿粉水分含量低，通过传统的高温水分蒸发，不同颗粒的水蒸气蒸发流速差异大，导致球团内部气流互相干扰，球团干燥过程收缩不均匀，导致干球表面形成裂纹。本发明以高温气流为介质，干燥球团内部时改变了球团内部水分自由蒸发的形式，使得球团内部水分在同一温度、同一压强、同一方向上蒸发，避免了内部水分分布不均而导致的水蒸气蒸发干扰的问题，从而避免了球团表面裂纹的产生。
实施例2
本实施例的实验过程同实施例1，不同之处在于：所述的造球混合料的干料质量百分比为：磁铁矿：95％，膨润土：2％，失效催化剂粉末：2.5％，氧化铁皮粉末：0.27％，堵塞物粉末：0.23％，实验结果记录如表2。
实施例3
本实施例的实验过程同实施例1，不同之处在于：所述的造球混合料的干料质量百分比为：磁铁矿：92％，膨润土：2％，失效催化剂粉末：5％，氧化铁皮粉末：0.54％，堵塞物粉末：0.46％，实验结果记录如表2。
实施例4
本实施例的实验过程同实施例1，不同之处在于：所述的造球混合料的干料质量百分比为：磁铁矿：89％，膨润土：2％，改性失效催化剂：7.5％，氧化铁皮粉末：0.81％，堵塞物粉末：0.69％，实验结果记录如表2。
表3改性失效催化剂不同配入量球团性能
通过表2配加失效催化剂对球团性能影响分析可以得出以下结论：
通过对比实施例1～4的实验结果可以发现，当失效催化剂通过改性处理，造球原料中配入占总原料质量百分数为2.5％-10％的失效催化剂时，生球强度指标随着催化剂添加量的升高而明显变好，生球爆裂温度、焙烧球抗压强度等指标略微降低，总体来说按照本发明提出的催化剂处理方法，对球团质量指标影响较小，有效的避免了添加废催化剂带来的焙烧球团强度降低问题，制备的含钛球团性能完全满足生产要求。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (7)

1.一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，将失效催化剂中的催化剂本体和堵塞物进行分离；所述催化剂本体中氧化钛含量不少于65％；
将所述催化剂本体进行加热制成改性催化剂，加热温度为800～900℃；
将所述堵塞物与含铁物料混合后于550～800℃下进行加热制成低熔点物料；所述含铁物料中FeO的质量含量不少于含铁物料总量的35％；
将改性催化剂、低熔点物料和其他球团料混合造球制备球团。
2.根据权利要求1所述的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，含铁物料为氧化铁皮，FeO的质量含量不少于氧化铁皮总量的45％。
3.根据权利要求1所述的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，处理失效催化剂方法的具体步骤为：
S1、原料准备
(1)失效催化剂的准备
将失效催化剂中的堵塞物分离出来，分别对催化剂本体和堵塞物进行破碎，得到粉状催化剂本体和粉状堵塞物，然后对粉状催化剂本体和粉状堵塞物进行烘干；
(2)含铁物料的准备
取含有FeO的含铁物料，对含铁物料进行破碎、烘干；
(3)其他球团料的准备
S2、原料改性
(1)催化剂改性
将粉状催化剂本体进行焙烧处理，制得改性催化剂；
(2)低熔点物料
将粉状堵塞物与含铁物料进行混合，混合后进行焙烧，焙烧后再破碎成粉状制成低熔点物料；粉状堵塞物与含铁物料添加的质量比为1∶1～1∶1.5，且粉状堵塞物与含铁物料混合焙烧过程以及焙烧后冷却过程中持续通入氮气进行保护；
S3、球团制备
将改性催化剂、低熔点物料和其他球团料混合磨细，在造球机中造球制得生球团，然后对生球团进行干燥、焙烧制得球团。
4.根据权利要求3所述的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，步骤S1破碎得到的粉状催化剂本体粒径不大于200目，粉状堵塞物的粒径不大于200目。
5.根据权利要求3所述的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，步骤S3中低熔点物料粉末占球团料总质量的0.5～4％、改性催化剂粉末占球团料总质量的2.5～10％；其他球团料中，膨润土占球团料总质量的2％，其余包括磁铁矿粉。
6.根据权利要求3所述的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，步骤S3球团干燥过程中采用鼓风的方式进行干燥，然后焙烧。
7.根据权利要求6所述的一种利用高炉球团生产工序处理失效催化剂的方法，其特征在于，鼓风干燥过程中鼓风鼓风流速为0.5-0.8m/s，温度为280-300℃，鼓风时间为5～15min；球团焙烧温度为1250～1280℃，焙烧时间为15～20min。
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