一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法技术

本发明专利技术提供一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，包括以下步骤：取FCC废催化剂若干，加入硫酸溶液，过滤分离为第一滤液和第一滤渣；在第一滤液中加入硫酸盐固体，过滤分离得到硫酸稀土复盐固体；第一滤渣加入盐酸溶液，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；在第二滤液中加入硫化物固体，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；第三滤液加入含钙化合物，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；第二滤渣加入氢氧化钠溶液，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。本发明专利技术可以有效提高FCC废催化剂中含量较高的元素铝和硅的利用率，并回收富集FCC废催化剂中的稀土和贵金属元素镧、铈、钒、镍，减少二次固体废物的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法
本专利技术属于固体废物综合利用领域，具体涉及到一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法。
技术介绍
FCC催化剂是炼油生产过程中的重要组成部分，大部分炼油厂用催化裂化工艺炼制原油时使用。该催化剂的载体主要为分子筛（主要成分为二氧化硅和三氧化二铝），起催化作用的活性物质为镧、铈等稀土元素。该催化剂使用一段时间后，由于磨损和油品中带的金属污染（主要有镍、铁、钒）导致活性下降，这时需要从系统中卸出，这部分就是FCC废催化剂。目前大部分FCC废催化剂主要采用去除有毒有害金属后填埋的方式来处理。目前公开的专利和文献中有如下方法：中国专利CN110668454A报道了一种聚硅铝的制作方法，该方法利用液碱与FCC催化剂一步反应后加酸调节PH值得到聚硅铝。但是该方法中加入的液碱会与硅、铝按照比例形成硅铝酸钠沉淀，导致FCC废催化剂中硅、铝以及其他重金属利用率不完全；中国专利CN108264113A报道利用FCC废催化剂经盐酸酸溶、NaOH调碱除杂、加酸后投加铝酸钙粉制备PAFC，该法需要耗费大量的液碱中和，且该过程导致铝的部分损失；此外，该法未对FCC废催化剂中的硅及其它高价值金属加以利用，资源化程度不高；中国专利CN201810253731提出利用FCC废催化剂制备硫酸铝铵的工艺，不过该法得到的产品中金属含量达0.2%，无法满足标准《GB25592-2010食品添加剂硫酸铝铵》的要求；中国专利CN108059179A报道了一种从FCC废催化剂酸法回收制备PAC的方法。但该方法未对酸浸液中的贵金属进行有效的回收利用，也未见对硅渣的处理。现有技术中，也有其他物理方法处理FCC废催化剂的报道，例如磁分离再升法、催化剂分离法等。以上方法都存在对FCC废催化剂中元素利用率低，硅元素未有效利用的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，本专利技术可以有效提高FCC废催化剂中含量较高的元素铝和硅的利用率，并回收富集FCC废催化剂中的稀土和贵金属元素镧、铈、钒、镍，减少二次固体废物的产生。本专利技术的技术方案为：一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.取FCC废催化剂若干，按照固液比1：（1.5-4）加入5%-10%的硫酸溶液，常温搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；该步骤中，常温加入硫酸溶液，可有效浸出稀土元素和钒，并尽量少浸出铝；S2.在第一滤液中按照固液比1:（10-100）加入硫酸盐固体，反应一段时间后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；该步骤中，加入硫酸盐能与稀土硫酸盐形成复盐，该复盐溶解度低，会沉淀下来，其他物质未达到过饱和会留着溶液中，具体反应式如下：RE2(SO4)3+M2SO4=2MRE(SO4)2↓。S3.第一滤渣按照固液比1：（2-8）加入10%-30%的盐酸溶液，在压力0.2-1MPa，温度110-170℃下反应2-7小时，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；该步骤中，可以实现分离金属元素和硅；S4.在第二滤液中按照固液比1：（50-200）加入硫化物固体，在温度40-80℃下反应0.5-3h，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；该步骤中，可以去除氯化铝中的金属镍杂质，具体反应式如下：Ni2++S2-=NiS↓。S5.其中第三滤液按照固液比1：（7-20）加入含钙化合物，在温度20-70℃下搅拌0.5-3h，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；该步骤中，可以调整氯化铝的盐基度，生成聚合氯化铝，具体反应式如下：xCaO+4AlCl3+xH2O=2Al2(OH)xCl6-x+xCaCl2。S6.第二滤渣按照固液比1：（2-10）加入10-30%的氢氧化钠溶液，在温度30-180℃下反应1-6h，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。进一步的，所述利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，包括以下步骤：S1.取FCC废催化剂若干，按照固液比1：（1.5-2）加入5%-10%的硫酸溶液，常温搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；S2.在第一滤液中按照固液比1:（40-70）加入硫酸盐固体，反应一段时间后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；S3.第一滤渣按照固液比1：（4-8）加入10%-30%的盐酸溶液，在压力0.2-1MPa，温度110-170℃下反应2-7小时，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；S4.在第二滤液中按照固液比1：（120-170）加入硫化物固体，在温度40-80℃下反应0.5-3h，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；S5.其中第三滤液按照固液比1：（10-15）加入含钙化合物，在温度20-70℃下搅拌0.5-3h，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；S6.第二滤渣按照固液比1：（3-8）加入10-30%的氢氧化钠溶液，在温度30-180℃下反应1-6h，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。进一步的，所述利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，包括以下步骤：S1.取FCC废催化剂若干，按照固液比7:12加入8%的硫酸溶液，常温搅拌1h后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；S2.在第一滤液中按照固液比1:63加入硫酸盐固体，搅拌反应2h后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；S3.第一滤渣按照固液比4：25加入16%的盐酸溶液，在压力0.3MPa，温度140℃下反应3小时，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；S4.在第二滤液中按照固液比1：146加入硫化物固体，在温度60℃下反应2h，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；S5.其中第三滤液按照固液比6：73加入含钙化合物，在温度25℃下搅拌2h，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；S6.第二滤渣按照固液比13：69加入10%的氢氧化钠溶液，在温度150℃下反应4h，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。进一步的，步骤S2中，所述硫酸盐为硫酸钾或硫酸钠。进一步的，步骤S4中，所述硫化物为硫化钠或硫化钾。进一步的，步骤S4中，所述第三滤渣干燥后得到硫化镍固体。进一步的，步骤S6中，所述含钙化合物为氧化钙或者铝酸钙粉。本专利技术可以有效提高FCC废催化剂中含量较高的元素铝和硅的利用率，并回收富集FCC废催化剂中的稀土和贵金属元素镧、铈、钒、镍，减少二次固体废物的产生。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的技术方案可以有效分离出FCC废催化剂中的各种元素，最后产生的二次废渣量小于3%，有效的提高资源利用，减少了固体废物的排放。附图说明图1为本专利技术实施例1中制备获得的稀土复盐产品的XRD检测分析图。具体实施方式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。应当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1. 取FCC废催化剂若干，按照固液比1：（1.5-4）加入5%-10%的硫酸溶液，常温搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；/nS2. 在第一滤液中按照固液比1:（10-100）加入硫酸盐固体，反应一段时间后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；/nS3. 第一滤渣按照固液比1：（2-8）加入10%-30%的盐酸溶液，在压力0.2-1MPa，温度110-170℃下反应2-7小时，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；/nS4. 在第二滤液中按照固液比1：（50-200）加入硫化物固体，在温度40-80℃下反应0.5-3h，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；/nS5. 其中第三滤液按照固液比1：（7-20）加入含钙化合物，在温度20-70℃下搅拌0.5-3h，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；/nS6. 第二滤渣按照固液比1：（2-10）加入10-30%的氢氧化钠溶液，在温度30-180℃下反应1-6h，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.取FCC废催化剂若干，按照固液比1：（1.5-4）加入5%-10%的硫酸溶液，常温搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；
S2.在第一滤液中按照固液比1:（10-100）加入硫酸盐固体，反应一段时间后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；
S3.第一滤渣按照固液比1：（2-8）加入10%-30%的盐酸溶液，在压力0.2-1MPa，温度110-170℃下反应2-7小时，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；
S4.在第二滤液中按照固液比1：（50-200）加入硫化物固体，在温度40-80℃下反应0.5-3h，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；
S5.其中第三滤液按照固液比1：（7-20）加入含钙化合物，在温度20-70℃下搅拌0.5-3h，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；
S6.第二滤渣按照固液比1：（2-10）加入10-30%的氢氧化钠溶液，在温度30-180℃下反应1-6h，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。


2.根据权利要求1所述的利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.取FCC废催化剂若干，按照固液比1：（1.5-2）加入5%-10%的硫酸溶液，常温搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；
S2.在第一滤液中按照固液比1:（40-70）加入硫酸盐固体，反应一段时间后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；
S3.第一滤渣按照固液比1：（4-8）加入10%-30%的盐酸溶液，在压力0.2-1MPa，温度110-170℃下反应2-7小时，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；
S4.在第二滤液中按照固液比1：（120-170）加入硫化物固体，在温度40-80℃下反应0.5-3h，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；
S5.其中第三滤液按照固液比1：（10-15）加入含钙化合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文博，吴少聪，黄真，樊文星，
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：广东;44