我国能源结构中煤炭资源占主要位置,煤炭的主要利用方式是直接燃烧,在燃烧过程中往往会伴随大量氮氧化物(NO_X)的产生。过量NO_X的排放不仅污染大气环境而且危害人体健康。目前,控制NO_X最常用的技术是氨气选择性催化还原脱硝技术(NH₃-SCR)。最近研究发现,NH₃-SCR技术在脱硝过程中容易产生硫酸等腐蚀性物质,且氨逃逸现象的存在会对环境造成二次污染。因此,NH₃-SCR技术在未来势必会被其他脱硝技术所代替。再燃脱硝技术是指在炉膛再燃区内喷入燃料使其形成还原性气氛,将NO_X还原成N₂。虽然该技术具有对锅炉改动小、运行成本低等优点,但是其脱硝效率较低,不能满足国家规定的NO_X排放标准。本文对再燃技术进行改进,将含有催化活性元素的稀土尾矿作为催化剂喷入循环流化床锅炉再燃区中来促进NO_X的转化。因此,本文以循环流化床锅炉再燃脱硝为背景,将稀土尾矿作为脱硝催化剂,CO作为还原剂进行脱硝实验研究。由于稀土尾矿是经过白云鄂博矿选铁和稀土后剩下的矿物。因此,其具有“贫、多、细、杂”的特点。本研究对稀土尾矿进行强磁选处理,磁选强度为1.2T,经强磁选出的矿物称磁选精矿,剩下的矿物称磁选尾矿。首先,对稀土尾矿、磁选尾矿和磁选精矿进行工艺矿物学研究。结果表明:稀土尾矿经过强磁选后,主要矿物种类没有发生变化,但某些矿物的含量发生相应的改变。其中,磁选尾矿中赤铁矿和磁铁矿含量降低,含铁硅酸盐矿物含量增加,氟碳铈矿含量增加。赤铁矿粒度在2和SO₂的存在对催化脱硝的影响较小,O₂的存在会严重影响脱硝效率;脱硝效率随着反应时间的增加呈现先降低后平稳的趋势。当反应温度为800℃,CO体积分数为2 000×10^-6,且无其他气体成分,最大脱硝率为98.7%。氮气气氛下对未经处理稀土尾矿进行热重-质谱联用实验,稀土尾矿在290⁹30℃下进行程序升温焙烧时会伴随CO₂和SO₂的生成,这是由于氟碳铈矿和碳酸盐矿物在高温条件下会受热分解成CO₂,黄铁矿和硫酸盐矿物在高温条件下会受热分解成SO₂。经过焙烧后得到的稀土尾矿再次在热重-质谱实验台进行脱硝实验,发现在整个脱硝反应过程中稀土尾矿的质量没有发生变化,同时可以降低NO_X的排放。因此,在CO还原脱硝过程中,稀土尾矿可以充当脱硝催化剂。稀土尾矿在催化CO还原脱硝反应过程中,表面吸附氧O_α会参与到脱硝反应中,脱硝反应后稀土尾矿中的Fe²⁺、Ce³⁺的比例增加,加快晶格氧与表面吸附氧相互转换速率,释放更多氧空位,促进催化反应进行。最后,对原尾矿、磁选尾矿和磁选精矿三种矿物进行脱硝性能和矿物表征进行对比分析。结果表明:当反应温度为500⁹00℃时,磁选尾矿的脱硝性能高于原尾矿和磁选精矿,且反应温度为500℃时,磁选尾矿催化脱硝效率为82.2%,远高于其他两种矿物。在改变CO、CO₂、SO₂、O₂的体积分数时,磁选尾矿和磁选精矿的脱硝效率与原尾矿呈相似规律。磁选尾矿的氧化还原能力和NO吸脱附能力均好于原尾矿和磁选精矿。