一种废FCC催化剂酸解活化的方法技术

本发明专利技术属于固体废物综合利用领域，具体涉及到一种废FCC催化剂酸解活化的方法，包括以下步骤：取FCC废催化剂，按照固液比1：1.5

【技术实现步骤摘要】
一种废FCC催化剂酸解活化的方法
[0001]

[0002]本专利技术属于固体废物综合利用领域，具体涉及到一种酸解活化FCC废催化剂，获得易于资源化利用的原料的方法。

技术介绍

[0003]FCC催化剂是由分子筛（含稀土）、高岭土和粘结剂制备而成，在长期高温高湿的反应条件下，分子筛结构坍塌，与催化剂基质形成大量惰性硅铝物质，使性能衰减；同时，在催化裂化反应过程中，油品中的Ni、V、Cr等会进入催化剂中使催化剂性能下降。当催化剂性能降低到一定程度后，需要更换新催化剂，替换下来的催化剂形成了固体废弃物。
[0004]目前针对FCC废催化剂的资源化，大量的研究集中在酸浸提取有价元素和利用硅铝元素做成聚铝、水玻璃等。但是一般的酸浸方式，只能提取部分有价元素和部分铝，还会剩余大量的渣，无法被利用，形成固废。因而，大部分酸浸提取元素的资源化的方式只实现了减量化。
[0005]碱熔活化废催化剂后，利用活化的硅铝直接合成分子筛产品，近年来有少量的研究。也有先酸浸除杂后再碱熔活化，使合成的分子筛杂质含量更少。虽然碱熔活化的方式无固体残渣剩余，但是碱熔活化的煅烧温度基本在700
°
C以上，碱和废催化剂的重量比要1：1以上，才可以充分活化废催化剂，能耗高、耗碱量大，并且煅烧活化过程，催化剂中的积碳会产生空气污染。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种低成本的硫酸酸解活化FCC废催化剂的方法。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，包括以下步骤：A. 取FCC废催化剂，按照固液比1：1.5-4加入40%-95%的硫酸溶液，在115
°
C-160
°
C加热搅拌回流0.5-8h，反应结束后加入去离子水，过滤分离为第一滤液和第一滤渣；由于中高浓度的硫酸，在常压下有较高的沸点，因而废催化剂中的活性铝和惰性硅铝物种中的铝，绝大部分经过本步骤酸解后形成硫酸铝，而剩余的硅物种，由于铝的去除，导致分子筛结构的坍塌和硅铝尖晶石结构的破坏，硅物种活性提高，可在常温或较低温度下溶于碱。
[0008]B. 将第一滤渣溶于碱液后过滤，获得水玻璃和第二滤渣。
[0009]进一步的，所述步骤A中，第一滤液中包括硫酸铝、稀土硫酸盐。
[0010]进一步的，所述步骤A中，第一滤渣中包括活化后的硅、焦炭杂质，其中，主要是活化后的硅和少量焦炭的杂质。
[0011]进一步的，所述步骤B中，第二滤渣质量占废催化剂质量≤5%。
[0012]本专利技术还提供了另一种废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，包括以下步
骤：a. 取FCC废催化剂若干，按照固液比1：2-10加入5%-40%的酸，常温至100
°
C，搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；由于FCC废催化剂中含有的活性铝和稀土，本步骤工艺用较低浓度的酸和较低的温度可以把大部分活性铝和稀土溶解出来。
[0013]b. 取第一滤渣，按照固液比1：1.5-4加入40%-95%的硫酸溶液，在115
°
C-160
°
C加热搅拌回流0.5-8h，反应结束后加入去离子水，过滤分离为第二滤液和第二滤渣；由于步骤a已经去除大部分活性铝和稀土，降低了本步骤酸解对酸的消耗，提高活化效果，同时获得杂质含量更少的硫酸铝。
[0014]c. 将第二滤渣溶于碱液后过滤，获得水玻璃和第三滤渣。
[0015]进一步的，所述步骤a中，加入的酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。
[0016]进一步的，所述步骤a中，第一滤液中包括铝盐、稀土盐，第一滤渣包括惰性硅铝，其中，惰性硅铝为主要成分。
[0017]进一步的，所述步骤b中，第二滤液中包括硫酸铝、硫酸镍，第二滤渣包括活化后的硅、焦炭杂质，其中，主要是活化后的硅和少量焦炭的杂质。
[0018]进一步的，所述步骤c中，第三滤渣质量占废催化剂质量≤4%。
[0019]本专利技术提供的酸解活化工艺无高温煅烧，无需压力容器，提取了有价元素的同时，活化了绝大部分元素，并分离了催化剂中的积碳，获得的铝盐和水玻璃可以用于制备分子筛、聚铝、白炭黑等。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术方法利用中高浓度硫酸的高沸点，实现在常压下对废催化剂进行酸解，特别是破坏了催化剂中因高温高湿环境下形成的惰性硅铝物质；使铝元素充分溶解于酸中，剩余的硅元素得到活化，易溶于碱，从而实现废催化剂充分资源化。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。
[0022]实施例1一种废FCC催化剂酸解活化的方法，包括以下步骤：取100gFCC废催化剂，加入400g浓度为35%的硫酸，90
°
C搅拌5h后（冷却回流），过滤分离得到68g第一滤渣和第一滤液；分析第一滤渣中可溶于酸的成分含量，按理论硫酸需求量的1.2倍加入60%浓度的硫酸，即68g第一滤渣加入136g浓度为60%的硫酸，加热至135
°
C出现微沸，搅拌3小时（冷却回流）后，加入400g水，过滤分离得到39.5g第二滤渣，和第二滤液；第二滤渣用100g水和15.2g氢氧化钠搅拌溶解60分钟后，过滤，滤液是水玻璃，剩下过滤滤渣干燥后2.9g 为固体废弃物；第一滤液和第二滤液通过调节pH值，添加沉淀剂等，稀土元素和Ni等有价金属分离出后，可获得硫酸铝溶液。
[0023]实施例2
一种废FCC催化剂酸解活化的方法，包括以下步骤：取100gFCC废催化剂，加入350g浓度为60%的硫酸，135
°
C搅拌3h后（冷却回流），反应后加入300g水，过滤分离得到41g第一滤渣和第一滤液；第一滤渣用100g水和16.4g氢氧化钠搅拌溶解60分钟后，过滤，滤液是水玻璃，剩下过滤滤渣干燥后4.9g 为固体废弃物；第一滤液通过调节pH值，添加沉淀剂等，稀土元素和Ni等有价金属分离出后，可获得硫酸铝溶液。
[0024]实施例3一种废FCC催化剂酸解活化的方法，包括以下步骤：100g废FCC，450g浓度为20%盐酸，100
°
C条件下反应5小时（冷却回流），过滤分离得到57.5g第一滤渣和第一滤液；分析第一滤渣中可溶于酸的成分含量，按理论硫酸需求量的1.1倍加入52%浓度的硫酸，即57.5g第一滤渣加入115g浓度为52%的硫酸，加热至135
°
C出现微沸，搅拌3小时（冷却回流）后，加入150g水，过滤分离得到39.4g第二滤渣，和第二滤液；第二滤渣用100g水和15.2g氢氧化钠搅拌溶解60分钟后，过滤，滤液是水玻璃，剩下过滤滤渣干燥后4.6g 为固体废弃物；第一滤液和第二滤液通过调节pH值，添加沉淀剂等，稀土元素和Ni等有价金属分离出后，可获得铝盐溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，包括以下步骤：A. 取FCC废催化剂，按照固液比1：1.5-4加入40%-95%的硫酸溶液，在115
°
C-160
°
C加热搅拌回流0.5-8h，反应结束后加入去离子水，过滤分离为第一滤液和第一滤渣；B. 将第一滤渣溶于碱液后过滤，获得水玻璃和第二滤渣。2.根据权利要求1所述的废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，所述步骤A中，第一滤液中包括硫酸铝、稀土硫酸盐。3.根据权利要求1所述的废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，所述步骤A中，第一滤渣中包括活化后的硅、焦炭杂质。4.根据权利要求1所述的废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，所述步骤B中，第二滤渣质量占废催化剂质量≤5%。5.一种废FCC催化剂酸解活化的方法，其特征在于，包括以下步骤：a. 取FCC废催化剂若干，按照固液比1：2-10加入5%-40%的酸，常温至100
°

【专利技术属性】
技术研发人员：丁德才，陈金发，何文博，侯汝龙，
申请(专利权)人：斯瑞尔环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：