本发明专利技术属于化工生产技术领域，具体涉及一种以FCC废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法。本发明专利技术通过FCC废催化剂先分别与硫酸、盐酸、氢氧化钠反应去除稀土金属、富集铝及制备水玻璃，再将稀释后的水玻璃与稀硫酸进行酸碱滴定中和反应，制成白炭黑半成品，最后经过陈化、洗涤、过滤、烘干、过筛后便可得到高吸油橡胶用的白炭黑产品。本发明专利技术方法对设备要求低、操作简单、成本低廉，并且得到的白炭黑产品具有高吸油值、在橡胶中抗拉伸性能好等特点，实现了对FCC废催化剂经济、高效的回收利用。高效的回收利用。
【技术实现步骤摘要】
一种以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法
[0001]
[0002]本专利技术属于化工生产
，具体涉及一种以FCC废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法。
[0003]
技术介绍
[0004]催化裂化（Fluid Catalytic Cracking FCC）是将石油中的重质油转化为柴油、汽油和烯烃类产品等高价值的重要工艺之一。目前，我国每年报废的FCC催化剂在15万吨以上，产量巨大，且随着世界原油品质的重质化和劣质化，以及在对清洁油品需求量不断增大和环保要求日趋严格的情况下，FCC周期短，置换率高。
[0005]FCC废催化剂里90%以上为二氧化硅和氧化铝，有较高的回收价值。目前国内外大多数采用地下掩埋的方式处理FCC废催化剂。但FCC废催化剂中含有大量的有害金属，大量的地下掩埋不仅会造成巨大的经济损失，还会造成土壤污染及水污染等问题，危害到人类及其他生物的健康，因此如何有效地实现FCC的资源化利用备受关注。
[0006]针对FCC废催化剂的再利用问题，国内部分采用脱金属再活化的方法进行二次利用。例如，中国专利CN108160109A中对FCC废催化剂采用先酸浸再碱浸的方法，脱除稀土、铁、钒、镍等金属，保留分子筛的结构，从而用于制备新的分子筛。中国专利CN106552680A先将FCC废催化剂与含卤素小分子物质接触进行脱金属反应，再用水洗涤得到稀土液体，再将FCC废催化剂与稀土液体进行活化便可得到脱金属再活化的FCC催化剂。此类方法虽然工艺简单，可有效去除重金属，但再生的分子筛催化活性较低，只能进行掺料使用，且最终还是会有废料产生，未从根本上解决FCC废催化剂资源化的问题。因此，需要寻找其他方法。
[0007]FCC废催化剂里含有大量铝元素和硅元素，因此可尝试将其制备成聚铝产品和白炭黑产品。其中白炭黑按生产方法可分为沉淀白炭黑和气相白炭黑。气相法白炭黑虽然附加价值更高，但其每年需求量小于10万吨，不能与FCC废催化剂的料相匹配。沉淀法白炭黑在橡胶工业中大量使用，每年在国内的需求超过200万吨，市场需求量大，若能以白炭黑形式进行资源化，便可解决FCC废催化剂处置问题。
[0008]中国专利CN103771422A先将废催化剂高温煅烧后再进行酸浸提取重金属，再加入一定浓度的硫酸溶液制备白炭黑样品后过滤，滤液中加入盐酸在一定温度下浸提后过滤，滤液加碱处理可得到聚合三氯化铝溶液；中国专利CN107934974A将废渣在400-500℃下焙烧1.5h后加入硫酸和络合剂搅拌后过滤，将滤渣与硫酸混合煮沸以后过滤洗涤干燥便可得到白炭黑产品。此类产品制备出的白炭黑大多为无色凝胶，吸油值较低，不能作为白炭黑在橡胶行业使用。因此，为了实现较高的经济效益，需要制备高吸油值，理化性能好的橡胶用白炭黑产品。
[0009]
技术实现思路
[0010]本专利技术针对现有技术的不足，提出一种以FCC废催化剂为原料生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，通过FCC废催化剂先分别与硫酸、盐酸、氢氧化钠反应去除稀土金属、富集铝及制备水玻璃，再将稀释后的水玻璃与稀硫酸进行酸碱滴定中和反应，制成白炭黑半成品，最后经过陈化、洗涤、过滤、烘干、过筛后便可得到高吸油橡胶用的白炭黑产品。
[0011]本专利技术方法不仅解决了大量FCC废催化剂资源化的问题，制备出的白炭黑产品且相比于其他方法用FCC废料生产出的白炭黑，吸油值高，理化性能高，杂质少，符合行业标准和国家标准要求，能较好地应用于橡胶行业多种产品，具有较高的应用价值及附加价值。本专利技术方法耗能少、工艺简单、成本低廉，更具有经济意义和环保价值，是一种可行的FCC废催化剂资源化的方法。
[0012]本专利技术的技术方案为：一种以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 按固液比1:1-3取FCC废催化剂和质量分数为4%-12%硫酸置于耐腐蚀的搅拌反应釜中常温常压反应1-2h，再按固液比1:1.4-4.5将滤渣与质量分数为3%-10%的盐酸在搅拌反应釜中进行常温常压反应2-4h后过滤；S2. 按固液比1:5.2-21.7将滤渣与质量分数为6%-14%的氢氧化钠常温常压反应1-3h后过滤，得到水玻璃原液；S3. 取250g-909g、4.4%
ꢀ-
16%wt.的水玻璃原液升温至70-90℃，再加入99g-371g、8%-30%wt.的硫酸进行酸碱中和反应；S4. 反应结束后将反应液静置沉降10-30min，加入5000g自来水进行压滤洗涤1-3次，此时压滤液的电导率小于5000μS/cm、pH为4.5-8.0即为洗涤完毕；S5. 将压滤后的滤饼置于90-120℃的烘箱烘干，8-24h后取出过筛，得到白炭黑样品。
[0013]进一步的，步骤S1和S2中，搅拌反应釜中的反应温度为10-30℃。
[0014]进一步的，步骤S2中，滤液为模数1.6-2.8、二氧化硅质量分数为为4.4%-16%的水玻璃。
[0015]进一步的，所述步骤S3中，酸碱中和反应的条件为：转速为300rpm-1200rpm，反应时间为40min-80min，加入硫酸的质量为99g-317g、浓度为8%-30%wt.控制酸流速为1.8ml/min-6.8ml/min，终点pH为3.5-6.5。
[0016]进一步的，所述步骤S4中，酸碱中和反应完毕后继续在70-90℃的水浴环境中陈化10-30min，加入自来水洗涤至滤液电导率小于5000μS/cm，PH为4.5-8.0。
[0017]进一步的，所述步骤S5中，经过50目-800目筛处理。
[0018]进一步的，还包括对得到的样品进行分析，判断其指标符合橡胶的行标要求。
[0019]进一步的，所述对得到的样品进行分析包括采用以下至少一种分析：比表面仪分析、激光粒度仪分析、电感耦合原子发射光谱仪ICP分析、力学分析。
[0020]进一步的，所述制备的样品的理化指标为：比表面积为180-280m2/g，粒径为25-85μm，SiO2含量大于98%，其吸油值DBP为190-310ml/100g，pH 6.0-8.0，105℃挥发量4.0%-8.0%，烧失量小于7%，盐含量小于2%，自然堆积密度为0.13-0.45g/ml，铁含量小于100mg/
kg，铜锰含量均小于10mg/kg，符合此指标的产品便为高吸油橡胶用白炭黑。
[0021]进一步的，所述制备的样品在橡胶中的力学分析，其300%定伸应力大于5.5MPa，500%定伸应力大于13.0MPa，拉伸强度大于19.0MPa，扯断伸长率大于550%，满足此条件的产品符合白炭黑在橡胶中的使用要求。
[0022]本专利技术通过将FCC废催化剂与硫酸进行反应后过滤，将反应后的滤液与硫酸盐固体颗粒反应去除稀土，再将滤渣与盐酸反应过滤回收铝，用于后续可制备聚铝等产品，滤渣与氢氧化钠溶液反应制备水玻璃。应后的滤液与一定浓度的硫酸进行酸碱中和反应再将稀释后的水玻璃与稀硫酸进行酸碱滴定中和反应，通过控制转速、酸碱浓度、酸流速和过程pH等条件，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 按固液比1:1-3取FCC废催化剂和质量分数为4%-12%硫酸置于耐腐蚀的搅拌反应釜中常温常压反应1-2h，再按固液比1:1.4-4.5将滤渣与质量分数为3%-10%的盐酸在搅拌反应釜中进行常温常压反应2-4h后过滤；S2. 按固液比1:5.2-21.7将滤渣与质量分数为6%-14%的氢氧化钠常温常压反应1-3h后过滤，得到水玻璃原液；S3. 取250g-909g、4.4%
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16%wt.的水玻璃原液升温至70-90℃，再加入99g-371g、8%-30%wt.的硫酸进行酸碱中和反应；S4. 反应结束后将反应液静置沉降10-30min，加入5000g自来水进行压滤洗涤1-3次，此时压滤液的电导率小于5000μS/cm、pH为4.5-8.0即为洗涤完毕；S5. 将压滤后的滤饼置于90-120℃的烘箱烘干，8-24h后取出过筛，得到白炭黑样品。2.根据权利要求1所述的以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，其特征在于，步骤S1和S2中，搅拌反应釜中的反应温度为10-30℃。3.根据权利要求1所述的以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，其特征在于，步骤S2中，滤液为模数1.6-2.8、二氧化硅质量分数为为4.4%-16%的水玻璃。4.根据权利要求1所述的以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，其特征在于，所述步骤S3中，酸碱中和反应的条件为：转速为300rpm-1200rpm，反应时间为40min-80min，加入硫酸的质量为99g-317g、浓度为8%-30%wt.控制酸流速为1.8m...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄真，吴少聪，樊文星，何文博，
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：
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