利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法技术

公开了一种利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法，包括：废FCC催化剂与盐酸溶液反应；将盐酸浸取液加入双氧水反应；使用萃取剂进行萃取；使用氢氧化钠溶液调节pH值；加入草酸沉淀反应；滤液中加入硫化钠进行沉淀反应。该方法不仅可以实现稀土和铝等大量元素的回收，而且涉及钒和镍等元素的回收，均能够达到较高的回收率；并且钒和镍的杂质含量较低。

【技术实现步骤摘要】
利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法
本专利技术属于催化剂
，具体而言，涉及一种回收废催化剂的方法；更具体而言，涉及一种利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法。
技术介绍
催化裂化(FCC)催化剂是炼油工业使用量最大的催化剂品种，我国FCC催化剂的年消耗量在20万吨左右。在使用过程中，类碳物质沉积在FCC催化剂上，缩合为焦炭；并且，随着焦炭沉积量不断增加，重金属(钒、镍、铁等)也不断增加，从而导致FCC催化剂失活。另一方面，FCC催化剂由于碰撞和热崩等因素而导致FCC催化剂破损，从而产生粒径小于20微米的三旋细粉。上述两方面原因产生的废FCC催化剂约占年消耗量的70－80％。废FCC催化剂作为有毒废弃物，直接掩埋会产生重金属污染，因而需要进行无害化处理。一般情况下，废FCC催化剂中含有4－6wt％的稀土氧化物。目前国内针对废FCC催化剂中稀土元素的回收工作仍处于试验探索阶段。这是因为，稀土元素在Y型沸石结构中处在笼状结构之中，四周硅氧键和铝氧键的存在导致稀土元素难以从笼状结构中释放出来。现有技术中，为了破坏笼状结构，通常使用浓酸进行浸取，再从复杂混合物中分离出稀土，工艺较为复杂，回收成本居高不下，并且对环境存在严重破坏。因此，需要进一步研究优化条件，在最低成本下实现废FCC催化剂的回收。另一方面，废FCC催化剂中还包含相当比例的重金属如钒、镍、铁以及形成沸石结构的铝和硅等元素。如果能够将这些有价值的金属或非金属元素回收，同样可以带来良好的经济效益。关于废FCC催化剂回收再生利用的工艺或技术，苑志伟、孟佳等人在《当代石油化工》2010年第7期披露了以下的工艺：关于针对失活的废FCC催化剂，有过加压氨碱法和羟基化法来脱除重金属的报道。废催化剂再生试验流程主要为：焙烧—酸浸—水洗—活化—干燥，再生处理后催化剂中镍含量由0.8％降低到0.21％。王金玉等人在全国稀土化学与冶金学术研讨会的“FCC胶渣中稀土和铝的综合回收”一文中提出采用酸浸—选择性沉淀的方法回收FCC胶渣中稀土和铝，回收的稀土可用于FCC催化剂分子筛的制备，酸浸后的富硅渣可用于生产陶瓷和水泥。通过选择性沉淀分离稀土和铝后，稀土和铝的回收率分别可达93％和87％。中国专利申请CN103332741A披露了一种从废FCC催化剂中回V的方法，所述方法在废FCC催化剂中加入盐酸浸取，除去固体残渣，金属元素转化成盐酸复盐浸取液；回收浸取液中的铝化合物；剩余的废FCC残渣采用盐酸酸化转化成金属氯化物，P507萃取液萃取，有机相为富含V的氯化稀土溶液；然后选用苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂，将氯化稀土溶液倒入树脂柱中进行离子吸附。该方法所得产品质量达到国家标准GB3283－87，适用于工业大规模回收废FCC催化剂中的钒。中国专利申请CN103332715A披露了一种从废FCC催化剂中回收氧化铝的方法，所述方法采用盐酸将FCC催化剂的金属元素转化成盐酸复盐浸取液；在浸取液中加氢氧化钠溶液使金属离子转化成其氢氧化物沉淀，而FCC中的金属氢氧化物沉淀中Al(OH)3可和强碱反应生成水溶性的偏铝酸钠；采用过滤的方法将水溶性的偏铝酸钠从废FCC分离；过滤的滤液在弱碱下煮沸，得到氧化铝水合物；空气气氛煅烧得到氧化铝。所述方法简单、环保、高效，可使废FCC催化剂浸取液中氧化铝的回收率≥99％，煅烧后的氧化铝中杂质离子含量低，纯度≥97％。中国专利申请CN102586606A披露了一种从含钒镍的废FCC/ROC催化剂中回收稀土、钒、镍的方法。所述方法将含钒镍的废FCC/ROC催化剂，以硫酸为主要溶剂在90－95℃下酸浸，然后以复盐沉淀方式沉淀富液中的稀土，经碱转换后，以盐酸进行酸溶，再经草酸、碳酸氢铵沉淀获得稀土产品；另外，复盐沉淀稀土后的钒、镍溶液，以调整pH值及离子交换方式分别回收。中国专利申请CN101705380A披露了一种从含稀土的铝硅物料中回收稀土方法。所述方法首先采用酸选择性优先溶解，使大部分稀土和少量铝溶解与硅杂质分离，再采用复盐沉淀或草酸沉淀法使稀土形成沉淀与铝分离回收。所述方法的优点在于能够直接实现从包括分子筛在内的铝硅物料中提取稀土，避免铝和硅等杂质进入稀土中，得到稀土的纯度达到98％以上，同时还具有固定投资少，生产成本低，容易实现产业化生产的特点。然而，上述现有技术主要侧重稀土和铝等大量元素的回收，较少涉及钒和镍等元素的回收。即使涉及这些元素，但钒和镍与其它元素例如铁的性质较为类似，在酸度高、成分复杂的情况下，这些元素彼此之间虽然可以实现初步分离，但分离效果仍不够理想，杂质含量较高。另一方面，尽管部分元素能够达到较高的回收率，但工艺较为复杂，成本也较为高昂，难以实现工业化规模的应用。因而，针对现有技术的种种缺陷，需要寻找一种资源利用率高且分离效果较为理想的利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术目的在于提供一种资源利用率高且分离效果较为理想的利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法。为实现上述目的，一方面，本专利技术采取以下技术方案：一种利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法，包括如下步骤：(1)废FCC催化剂与盐酸溶液反应，过滤，得到硅渣和盐酸浸取液；(2)将盐酸浸取液加入双氧水，进行加热反应；(3)使用萃取剂进行萃取，然后使用氨水溶液对负载有机相进行反萃，得到钒产品；(4)将萃取后的盐酸浸取液使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝3.2－4.5，过滤，得到含氢氧化铝的沉淀和剩余的盐酸萃取液；(5)将剩余的盐酸浸取液加入草酸进行沉淀反应，过滤，分别获得稀土沉淀和含镍的滤液；(6)在含镍的滤液中加入硫化钠进行沉淀反应，得到硫化镍。根据本专利技术所述的方法，其中，所述步骤(1)的反应条件为：盐酸浓度4－12mol/L，反应温度70－80℃，搅拌时间6－24h，液固比为(1－5)：1。优选地，所述步骤(1)的反应条件为：盐酸浓度6－10mol/L，反应温度75－85℃，搅拌时间12－18h，液固比为(2－4)：1。在一个具体的实施方式中，所述步骤(1)的反应条件为：盐酸浓度8mol/L，反应温度80℃，搅拌时间16h，液固比为3：1。根据本专利技术所述的方法，其中，所述步骤(2)首先使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝1.0－1.8。优选地，所述步骤(2)首先使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝1.2－1.6。在一个具体的实施方式中，所述步骤(2)首先使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝1.4。根据本专利技术所述的方法，其中，所述步骤(2)的反应条件为：温度40－80℃，反应时间1min－24h。优选地，所述步骤(2)的反应条件为：温度50－70℃，反应时间10min－6h。在一个具体的实施方式中，所述步骤(2)的反应条件为：温度60℃，反应时间30min。根据本专利技术所述的方法，其中，所述步骤(3)的萃取剂为20－60％(v/v)的二(2，4，4－三甲基戊基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法，包括如下步骤：/n(1)废FCC催化剂与盐酸溶液反应，过滤，得到硅渣和盐酸浸取液；/n(2)将盐酸浸取液加入双氧水，进行加热反应；/n(3)使用萃取剂进行萃取，然后使用氨水溶液对负载有机相进行反萃，得到钒产品；/n(4)将萃取后的盐酸浸取液使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝3.2－4.5，过滤，得到含氢氧化铝的沉淀和剩余的盐酸萃取液；/n(5)将剩余的盐酸浸取液加入草酸进行沉淀反应，过滤，分别获得稀土沉淀和含镍的滤液；/n(6)在含镍的滤液中加入硫化钠进行沉淀反应，得到硫化镍。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用盐酸体系综合回收废FCC催化剂的方法，包括如下步骤：
(1)废FCC催化剂与盐酸溶液反应，过滤，得到硅渣和盐酸浸取液；
(2)将盐酸浸取液加入双氧水，进行加热反应；
(3)使用萃取剂进行萃取，然后使用氨水溶液对负载有机相进行反萃，得到钒产品；
(4)将萃取后的盐酸浸取液使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝3.2－4.5，过滤，得到含氢氧化铝的沉淀和剩余的盐酸萃取液；
(5)将剩余的盐酸浸取液加入草酸进行沉淀反应，过滤，分别获得稀土沉淀和含镍的滤液；
(6)在含镍的滤液中加入硫化钠进行沉淀反应，得到硫化镍。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(1)的反应条件为：盐酸浓度4－12mol/L，反应温度70－80℃，搅拌时间6－24h，液固比为(1－5)：1。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(2)首先使用氢氧化钠溶液调节至pH值＝1.0－1.8。


4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述步骤(2)的反应条件为：温度40－80℃，反应时间1min－24h。


5.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，王义军，张建国，石浩，
申请(专利权)人：河北天蓝环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13