一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法技术

本发明专利技术属于无机耐火纤维技术领域，具体涉及一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法。该硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯均包括FCC废催化剂、SiO2粉料和添加料，其中添加料为煤矸石和/或焦宝石。本发明专利技术提供的硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯以FCC废催化剂为原料，通过高温熔融处理过程使FCC废催化剂中含有的Ni、V、Co等有毒重金属完全固化在熔融冷却的纤维结构中，不会被水浸出，避免其污染环境，不仅实现了FCC废催化剂的有效处置，而且实现了资源化利用，降低了硅酸铝纤维的生产成本。

A needle-punched blanket of aluminium silicate fiber and aluminium silicate fiber and its preparation method

The invention belongs to the technical field of inorganic refractory fiber, in particular to an aluminium silicate fiber and an aluminium silicate fiber needle-punched blanket and a preparation method thereof. The needle-punched blanket of aluminium silicate fiber and aluminium silicate fiber includes FCC waste catalyst, SiO 2 powder and additives, among which the additives are coal gangue and/or pyroxene. The needle-punched blanket of aluminium silicate fiber and aluminium silicate fiber provided by the invention takes FCC waste catalyst as raw material and solidifies the toxic heavy metals such as Ni, V and Co contained in the FCC waste catalyst completely in the melt-cooled fiber structure through high temperature melting treatment process. It will not be leached by water, thus avoiding environmental pollution. It not only realizes the effective disposal of FCC waste catalyst, but also realizes the resource utilization. The cost of production of aluminium silicate fibers is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法
本专利技术属于无机耐火纤维
，具体涉及一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法。
技术介绍
流化床催化裂化(Fluidcatalyticcracking，简称FCC)是现代石油炼制工艺的重要组成部分。FCC过程是在热和催化剂的作用下，使重质油原料发生裂解反应，转化为裂化气、汽油和柴油的过程，是主要的重油轻质化方法。FCC装置在运行过程中，由于高温及石油原料中重金属元素的毒害作用，导致催化剂活性降低、反应选择性变差，而不能满足催化裂化反应需求。若只靠自然跑损和补充新剂，无法维持催化剂的活性和选择性，因此需要定期卸出一部分无活性的催化剂，以保证装置内催化剂的活性和选择性水平，这种卸出的无催化活性的催化剂即为FCC废催化剂，是一种固体废弃物。由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，在堆放过程中，这些重金属容易被雨水浸出而进入土壤、大气和水资源，对人类生存环境构成严重威胁。目前，我国催化裂化能力已居世界第二位，每年产生的FCC废催化剂数量至少在20万吨以上。随着石油资源的重质化和劣质化，FCC催化剂置换周期明显缩短，废催化剂的重金属污染问题也日益突出。如何对FCC废催化剂进行有效的处理，一直是业内人士所关注的课题之一。目前，主要采用分离再生的方法对FCC废催化剂进行过程处理，提高其重复利用率。分离再生的方法可分为两大类，即物理分离法和化学再生法。物理分离法主要为磁分离法，在催化裂化加工过程中，装置进料中的重金属大部分沉积在催化剂上，使得催化剂产生磁感性。沾染重金属越多的催化剂颗粒，其磁感性就越强，这就为通过磁选的方法分离、回收废催化剂提供了可能。目前国内外均已有磁选分离装置建立并投入使用，在一定程度上降低了固体废弃物的排放量，但是，磁选法只是通过物理方法筛选出少部分循环时间短、污染轻(低磁剂)、性能较好、尚可继续使用的催化剂，对于那些已经显著失活的催化剂依然只能采用传统方法处理，因而无法从根本上解决废催化剂的处理问题。化学再生法主要通过化学处理来实现FCC废催化剂的复活。将废催化剂与特定的化学试剂进行混合、浸泡，脱除废催化剂上的Ni、V等重金属，恢复催化剂的部分比表面和孔体积，再重新回用到催化裂化装置中。该方法虽然可以部分利用废催化剂形成可重复使用的活性催化剂，在一定程度上减少废催化剂的排放污染问题，但是其并不能完全解决问题，催化剂最终都将失去活性而被废弃。另外，目前化学再生法的工艺过程非常复杂且昂贵，成本过高。从长远来看，物理分离法和化学再生法不是FCC废催化剂的有效处置办法，最好的方式还是实现其资源化利用。但是，由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，若直接以其为原料、不经高温固化重金属离子就用来制备其他产品，将会带来二次污染。因此，如何有效资源化利用FCC废催化剂，同时根本解决其固废处置问题，避免其重金属污染环境，是本领域亟需解决的一个技术问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的FCC废催化剂回收工艺复杂、处理成本高、未能有效实现其资源化利用等缺陷，从而提供了一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法。为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提供了一种硅酸铝纤维，包括如下重量份原料：FCC废催化剂10份；SiO2粉料1-3份；添加料1-30份；所述添加料为煤矸石和/或焦宝石。所述FCC废催化剂为煅烧后的FCC废催化剂，所述FCC废催化剂的煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为1-3h；所述添加料为煅烧后的添加料，所述添加料的煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。所述煅烧后的FCC废催化剂中Al2O3的质量分数46％-52％；SiO2的质量分数38％-42％；所述煅烧后的FCC废催化剂、所述SiO2粉料和所述煅烧后的添加料三者调配的混合料中Al2O3含量为41-45wt％。所述SiO2粉料中SiO2的质量分数≥95％，所述SiO2粉料的粒度为1μm-20mm。所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为浅灰色；其中，所述η为煅烧后的FCC废催化剂占煅烧后的FCC废催化剂、SiO2粉料和煅烧后的添加料总量的质量百分数。本专利技术还提供了一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯。所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维针刺毯的颜色为浅灰色。此外，本专利技术提供了一种上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，包括，FCC废催化剂和添加料分别经煅烧预处理后，将煅烧后的FCC废催化剂、SiO2粉料和煅烧后的添加料混合均匀配制成混合料、均匀混合，经高温熔融、离心甩丝或喷吹成纤、集棉、针刺、加热定型、纵横剪切，打包后得到所述硅酸铝纤维针刺毯。所述FCC废催化剂的煅烧条件为：煅烧温度800-1000℃，煅烧时间为1-3h；所述添加料的煅烧条件为：煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。所述高温熔融的温度为2000-2400℃。所述离心甩丝为两辊或三辊甩丝，转速为9000-12000r/min；所述喷吹成纤的喷吹风压为0.4-0.6MPa；所述针刺采用单面或双面针刺机，针刺频率为60-90次/min；所述加热定型中，温度为500-600℃，时间为10-30min。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供了一种硅酸铝纤维，包括FCC废催化剂，SiO2粉料和添加料，其中，所述添加料为煤矸石和/或焦宝石；本专利技术提供的硅酸铝纤维以FCC废催化剂为原料，并与SiO2粉料和添加料相互配合，通过2000-2400℃高温熔融处理过程使FCC废催化剂中含有的Ni、V、Co等有毒重金属完全固化在熔融冷却的纤维结构中，不再是游离态，也不会被水浸出，从而避免了FCC废催化剂中所含重金属元素污染环境的可能，不仅实现了FCC废催化剂的无毒无害化有效处理，避免了环境污染，而且实现了FCC废催化剂的资源化利用，变废为宝、降低生产成本，有效节约资源、社会效益显著；且该硅酸铝纤维的抗拉性能要高于比常规硅酸铝纤维的抗拉性能。2.本专利技术提供了一种硅酸铝纤维针刺毯，该硅酸铝纤维针刺毯包括FCC废催化剂，SiO2粉料和添加料；该硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为120-128kg/m3、导热系数(平均温度500℃)为0.13-0.15W/m·K，加热永久线收缩(1000*24h)为2％-3％，纤维平均长度≥30mm、最长≥150mm，平均直径为6-9μm，粒径＞0.212mm的渣球含量为15％-18％，平均抗拉强度为70-85kPa。该硅酸铝纤维针刺毯的各项性能指标符合国家标准要求，具有较好的耐高温性能、隔热保温性能、成纤性能和力学性能，特别是抗拉强度，不仅远高于国家标准GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》的要求(≥14kPa)，而且高于常规的硅酸铝纤维针刺毯的抗拉强度。该硅酸铝纤维针刺毯可以通过控制FCC废催化剂、SiO2和添加料的配比，使煅烧后的FCC废催化剂的用量η＞30％，制备得到的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为灰色；当煅烧后的FCC废催化剂的用量η≤30％时，制备得到的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色；从而实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅酸铝纤维，其特征在于，包括如下重量份原料：FCC废催化剂        10份；SiO2粉料            1‑3份；添加料             1‑30份；所述添加料为煤矸石和/或焦宝石。

【技术特征摘要】
1.一种硅酸铝纤维，其特征在于，包括如下重量份原料：FCC废催化剂10份；SiO2粉料1-3份；添加料1-30份；所述添加料为煤矸石和/或焦宝石。2.根据权利要求1所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述FCC废催化剂为煅烧后的FCC废催化剂，所述FCC废催化剂的煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为1-3h；所述添加料为煅烧后的添加料，所述添加料的煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。3.根据权利要求2所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述煅烧后的FCC废催化剂中Al2O3的质量分数46％-52％；SiO2的质量分数38％-42％；所述煅烧后的FCC废催化剂、所述SiO2粉料和所述煅烧后的添加料三者调配的混合料中Al2O3含量为41-45wt％。4.根据权利要求1-3任一项所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述SiO2粉料中SiO2的质量分数≥95％，所述SiO2粉料的粒度为1μm-20mm。5.根据权利要求2-4任一项所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为浅灰色；其中，所述η为煅烧后的FCC废催化剂占煅烧后的FCC废催化剂，SiO2粉料和煅烧后的添加料总量的质量百分数。6.一种包含权利要求1-5任一项所述的硅酸铝纤维的硅酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琰，张端，刘和义，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11