一种FCC废催化剂‑粉煤灰陶粒及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种FCC废催化剂用于生产陶粒的方法。本方法采用的主要原料为FCC废催化剂、粉煤灰和石化碱渣中和液。FCC废催化剂经过液碱处理后与粉煤灰混合均匀，最终按比例添加相应量的石化碱渣中和液，再经过成球、烘干和煅烧工艺获得陶粒。本发明专利技术利用热电厂、石油化工企业废弃物生产陶粒。不仅解决了相关企业废弃物处理问题，同时可获得质量可靠的高强陶粒。

The catalyst fly ash ceramsite and production method of waste FCC

The invention discloses a method for the production of ceramsite by a FCC waste catalyst. The main raw materials used in this method are FCC waste catalyst, fly ash and neutralized alkali residue neutralization solution. FCC waste catalyst after alkali treatment and fly ash mixing, the final scale to add a corresponding amount of petrochemical spent caustic neutralized liquid, then after granulation, drying and calcining process of ceramsite. The invention makes use of the waste from the thermal power plant and the petrochemical enterprise to produce the ceramsite. It not only solves the problem of waste disposal in related enterprises, but also can obtain high quality and reliable high strength ceramsite.

【技术实现步骤摘要】
一种FCC废催化剂-粉煤灰陶粒及其生产方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种利用FCC废催化剂生产粉煤灰陶粒的技术方法。
技术介绍
FCC废催化剂是在石油催化裂化过程中产生的失活催化剂，它含有较多的重金属以及挥发有机物，如果将其随意处置，不仅会对环境产生很大的危害和污染，而且也会造成资源的很大浪费。据报道，2015年我国石油消费量达到约5.85亿吨，废炼油催化剂的产生量也达到约20.7万吨，而FCC废催化剂约为炼油催化剂总使用量的68.9％。其容量非常大，如果处置不好，将会产生严重的二次污染。此外，废催化剂的处理费用很高。因此，对FCC废催化剂进行综合利用既可以提高资源利用率，更可以避免废催化剂带来的环境问题，实现可持续发展。石化碱渣中和液为石油炼制过程中汽油、柴油和液化气等碱洗精制时产生的一种高浓度碱性废液。生产中用一定浓度的氢氧化钠溶液洗涤油品中的硫化物、氮化物以及有机酸、酚、胶质等，洗油液碱循环使用，直至液碱中氢氧化钠低于一定值后排出，即为碱渣中和液。其中含有大量酚类、硫化物、硫醇等有毒有害污染物，呈黑褐色，并带有恶臭气味，是一种典型的难降解的工业废水。这类废水如果不经过适当处理就排入污水处理厂甚至直接外排，将会对污水处理系统形成极其严重的冲击或对自然水体造成不可逆转的破坏。因此，经济高效的碱渣中和液处理工艺技术的研究开发，对环境保护、人们生活水平的提高以及经济社会的可持续发展都具有重要的战略意义和现实意义。粉煤灰作为燃煤电厂产生的主要固体废弃物，是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系统会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。目前已研发出多种粉煤灰的利用途径，但是大多工艺复杂或者产品附加值很低。因此，开发工艺简单、产品附件值高的工艺就显得尤为重要。由于粉煤灰成分主要为硅酸盐，是生成陶粒的有利成分，利用粉煤灰来生产陶粒，既可实现粉煤灰的资源化利用，又可产生很高的附加值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本申请提供了一种利用FCC废催化剂、粉煤灰、石化碱渣中和液生产陶粒的方法。提高了生料球的强度，同时拓宽了以上废弃物的利用途径，减少了原料成本。本专利技术生产出的陶粒，其形状特征为球形，堆积密度为600-900kg/m3，筒压强度为6-12MPa，吸水率为3-10％。用所生产的陶粒制作混凝土试块，其7天强度可以达到35-50MPa。为了实现上述目的，本申请采取的技术手段如下：一种利用FCC废催化剂生产粉煤灰陶粒的方法，按重量份配比，其主要原料配比如下：粉煤灰65-80份，FCC废催化剂20份-35份，石化碱渣中和液为前两者总重量的25％-35％。FCC废催化剂为石油催化裂化过程中产生的废催化剂，主要成分有氧化硅、氧化铝，还含有其他钠、镁、铁、钙、铜等元素。这些氧化物增加了部分骨料，有助于提高陶粒的强度。而且硅质成分与液碱反应，可以生成Na2SiO3，增加催化剂的黏性和可塑性，从而省去粘结剂的使用。本专利技术中FCC废催化剂的添加量为20-35份。若其添加量太低，则其粘结效果较差，陶粒生料球的塑性不强，在烧制的过程中很容易发生破碎，降低陶粒的产率。若其添加量过高，则液碱的用量较多，增加了生产成本。粉煤灰为热电厂煤粉炉外排的三级粉煤灰，主要矿物成分有石英、莫来石、磁铁矿、赤铁矿以及未燃尽的碳。粉煤灰是陶粒生产中主要的硅铝元素提供者，使烧成的陶粒拥有较好的物理性能。本专利技术中使用粉煤灰占65-80份，粉煤灰高于此范围，焙烧温度要求高，能耗增加，而且产品焙烧程度不稳定，有夹生或表面颜色不均一的现象，粉煤灰添加量低于此范围，产品筒压强度偏低，产品焙烧过程中出现软化变形，料球之间粘结现象增加，不利于生产运行，产品合格率下降。石化碱渣中和液，其主要成分为氢氧化钠、硫化物、水和少量硫醇等。石化碱渣中和液不仅能够当做成球过程的助剂，而且其中含有的氢氧化钠对粉煤灰中玻化微珠的硅酸盐玻璃网络具有直接的破坏作用，可使其内部可溶性SiO2溶出，促使其反应活性增强。此外，钠离子在烧制的过程中可以与莫来石中电负性的氧作用生成霞石，霞石的熔点较低，故石化碱渣中和液的加入还可以降低陶粒的烧成温度。本专利技术中石化碱渣中和液的加入量为粉煤灰和废催化剂总重量的25-35％石化碱渣中和液的添加量不易过多，添加量过多，会使生料球的含水量过高，在烧制的过程中发生料球炸裂，降低陶粒性能。石化碱渣中和液的加入量也不宜太低，太低起不到降低熔点的作用。所述的FCC废催化剂-粉煤灰陶粒的制备方法，具体步骤如下：1)原料处理FCC废催化剂：FCC废催化剂首先经过斗提存入储罐备用，按配方量称重，然后用液碱进行处理，将FCC废催化剂浸入质量浓度为32％的工业液碱中，液碱用量为FCC废催化剂重量的20％-30％，陈化20-30min，反应后直接用斗提进行输送。液碱与废催化剂中的硅质成分反应可以生成硅酸钠，具有粘结作用，省去粘结剂的添加；粉煤灰：按配方量于热电粉煤灰储仓称重后，经过气力输送至现场小型粉煤灰储仓备用；2)混合搅拌将步骤1)处理好的FCC废催化剂和粉煤灰一同置于搅拌机内，开始计时搅拌120s-150s后，将混合料卸出，由皮带输送至成球机；混合搅拌可以使原料混合更加均匀，在焙烧过程中不出现局部过烧或未烧透现象；3)造粒成球混合料经皮带送入成球机，通过调整皮带控制进料速度，进料速度为每小时5-7吨料，按配方量将石化碱渣中和液经过雾化后喷入成球机，通过调整成球机的倾斜角度和转速来调整生料球的粒径，一般倾斜角度控制在48-50°，转速控制为12-14转/min，生料球达到粒径5mm-20mm后自动溢出成球机；其中成球机倾斜角度和转速的调整采用常规技术调整即可达到；4)干燥成型后的生料球经过皮带传送机送至干燥机，生料球在120℃进行干燥，干燥时间为90min；5)高温焙烧烘干后的生料球再由皮带送入窑炉进行焙烧，窑炉由控制器设定预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间，具体为：预热带温度为500-800℃，预热时间为2min-5min，随后陶粒进入高温区焙烧，焙烧温度为1050-1150℃，焙烧时间为8-20min，将焙烧完成后的陶粒进行快速冷却、筛分即得成品。500-800℃预热可以防止陶粒直接烧结造成炸裂，而且在该温度段内可以使有机物有效碳化。预热时间太长会延长烧制周期，降低生产效率，过短起不到预热的作用。1050-1150℃烧制陶粒可以保证陶粒表面轻微熔融，提高陶粒的强度及减少其吸水率。焙烧温度太高，容易造成陶粒表面大面积熔融相互粘结成块；温度太低易造成陶粒夹生，性能降低。焙烧时间太长会降低生产效率，时间太短易出现夹生现象。焙烧温度通过控制燃料量及进风量控制，预热时间、焙烧时间通过调节窑体的转速来完成，陶粒最后从出料口流出即完成了焙烧工艺。现有技术中，市售900级容重的粉煤灰陶粒其筒压强度为6-8MPa，本专利申请中所做粉煤灰陶粒700级容重其强度也可达到6MPa以上，真正实现了轻质高强，本申请中石化碱渣中和液中含有苯酚、硫醇等有机物，在焙烧的过程中有机物碳化生成二氧化碳等气体，起到发泡的作用，可减轻陶粒的容重。催化剂与粉煤灰中含有较高的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FCC废催化剂‑粉煤灰陶粒，其特征在于：其形状特征为球形，堆积密度为600‑900kg/m

【技术特征摘要】
1.一种FCC废催化剂-粉煤灰陶粒，其特征在于：其形状特征为球形，堆积密度为600-900kg/m3，筒压强度为6-12MPa，吸水率为3-10％；用该陶粒制作混凝土试块，7天强度可以达到35-50MPa。2.根据权利要求1所述的一种FCC废催化剂-粉煤灰陶粒，其特征在于：按重量份配比，其主要原料配比如下：粉煤灰65-80份，FCC废催化剂20-35份，石化碱渣中和液为前两者总重量的25％-35％。3.根据权利要求2所述的一种FCC废催化剂-粉煤灰陶粒，其特征在于：所述的FCC废催化剂为石油催化裂化过程中产生的废催化剂。4.根据权利要求2所述的一种FCC废催化剂-粉煤灰陶粒，其特征在于：所述的FCC废催化剂在应用之前需要经过液碱处理，具体过程如下，将FCC废催化剂浸入质量浓度为32％的工业液碱中，液碱用量为催化剂重量的20％-30％，陈化时间为20-30min。5.如权利要求1所述的FCC废催化剂-粉煤灰陶粒的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：1)原料处理FCC废催化剂：FCC废催化剂经过斗提存入储罐备用；按配方量称重，然后用碱液进行处理，将FCC废催化剂浸入质量浓度为32％的工业液碱中，液碱用量为FCC废催化剂重量的20％...

【专利技术属性】
技术研发人员：马韵升，史庆苓，胡树峰，姚刚，包英，王明军，朱庆强，王亮亮，王珊珊，
申请(专利权)人：黄河三角洲京博化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37