一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法技术

本发明专利技术提供一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，包括前处理、活化、一次负载、造粒、包覆。本发明专利技术的有益效果为，有效去除所述催化剂载体中残留的有机物、重金属，方法操作简单，能耗低，经济可行性好；能够使作为载体的活性炭重新恢复相当程度的性能，其活性较高；有效节约活性炭的制取、活化所耗费的大量资源、成本，实现可持续的资源再利用；充分利用失活催化剂载体的吸附性以及失活催化剂中含有的多种元素，不仅实现无害化处理废弃失活催化剂，极大缓解工业废料的储存和处理压力，同时还能变废为宝，实现资源的循环再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法
本专利技术涉及氯乙烯催化剂领域，尤其是涉及一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法。
技术介绍
聚氯乙烯是世界上主要通用塑料之一，广泛应用于工业制品、建材、管材、装饰材料、电线电缆，在包装材料、密封材料、纤维等方面也有广泛的应用。采用电石法制备聚氯乙烯的催化剂，主要包括贵金属催化剂、非贵金属催化剂以及非金属催化剂。其中，由于催化效能、成本优势、易制取程度等诸多因素的综合影响，其非贵金属催化剂在电石法制备聚氯乙烯的生产过程中应用最为广泛。其非贵金属催化剂相较于另外两种催化剂，其成本低、环境危害小、催化活性高，能够达到工业化应用的条件。目前所采用的电石法制备聚氯乙烯的非贵金属催化剂，通常是采用优质活性炭作为载体，负载催化活性成分及其非贵金属锡、铜、钡、锌、钼、铋等。申请人发现，无法再继续满足工业生产要求的失活非贵金属催化剂，其催化性能、活性成分性能、活性炭性能均有一定程度的下降，采用特定的处理方法重新激活、活化所述催化剂后，由于活性炭的活性受到氯乙烯的影响，其综合性能已无法满足大规模工业化生产的要求，不适宜再继续作为催化剂对氯乙烯进行催化。同时，失活非贵金属催化剂虽然各项性能已不再理想，但是其含有的催化活性有机物质（含氮有机物等）、重金属的含量仍然较高，对土壤、水体、生物具有一定的毒害作用，仅仅将其作为固体废物处理，不仅处理能耗、处理成本较高，并且不能实现回收再利用，较为浪费资源。由此，申请人希望开发一种新的回收利用途径，以实现所述非贵金属催化剂的再次循环利用，变废为宝。活性炭是一种重要的多孔材料，其具有广泛的应用，包括吸附、催化剂载体、储氢和电极材料等。活性炭的活化方法物理活化法和化学活化法。其物理活化法通常需要高温和长时间，耗费能量较大；而通常采用的化学法，也具有环境污染较大、制剂成本较高、废水处理较难的缺陷。由此，申请人还发现，通过特定的处理方法对所述催化剂进行处理后，其作为载体的活性炭能够重新恢复相当程度的性能，活性较高；其虽然已不再适用于催化剂领域，但是在其他对其性能要求不高的领域中能够得以再次利用，能够有效节约活性炭的制取、活化所耗费的大量资源、成本，实现可持续的资源再利用。中国专利CN108559857A公开了一种废汞触媒汞回收及渣无害化处理工艺，其通过碱处理、氧化处理、蒸馏、冷凝、尾气净化、高温焙烧等步骤，进行废汞触媒汞回收及渣无害化处理。该专利的不足之处在于，其采用的工艺步骤繁琐、能耗高，未能实现活性炭载体的重新再利用。中国专利CN110605106A公开了一种无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法，其通过酸处理、分离氯化钙、隔氧650-850℃加热0.5-4h，对无害化处理后的废汞触媒活性炭进行再生。该专利的不足之处在于，其处理工艺能耗高，能效比低，相比于新活性炭的制取、活化，其性价比低，经济可行性不高。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，以实现以下专利技术目的：（1）通过一种新的回收再利用途径，实现非贵金属催化剂载体的重复利用；（2）回收再利用方法操作简单，能耗低，经济可行性好。为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，包括前处理、活化、一次负载、造粒、包覆；所述前处理，包括减压干燥、深度处理、洗涤、干燥；所述减压干燥，将所述失活的非贵金属氯乙烯催化剂投入至密闭容器中，减压至-0.08~-0.07MPa，升温至160-180℃干燥，干燥时间4-5h，至含水量低于2%；所述干燥，干燥所述深度处理后的催化剂，至含水率为16-21%。进一步的，所述深度处理，包括预处理、酸洗、碱洗；所述预处理，采用2-3倍体积的95%乙醇浸渍所述减压干燥后的催化剂，浸渍温度35-40℃，搅拌；所述酸洗，采用混酸处理液对所述预处理后的催化剂进行酸洗；所述混酸处理液，为盐酸和磷酸的混合物；所述碱洗，采用浓度为45-55g/L的KOH溶液对所述酸洗后的催化剂进行碱洗。进一步的，所述活化，在N2、CO2混合气氛条件下，对所述前处理步骤制得的活性炭进行微波活化处理；所述微波频率为20-25MHz，微波功率为1000-1800W，微波活化时间15-20min；所述N2、CO2混合气氛中，N2：CO2的体积比为3:5。进一步的，所述一次负载，将所述活化后的活性炭与尿素、胰蛋白胨、大豆粉、酵母葡聚糖、复合蛋白液混合，投入复合菌剂，发酵2-4d；然后投入改性菌剂，继续发酵3-6d；最后干燥至含水率为15-18%，制得负载有有机肥料的活性炭；所述复合菌剂，包括固氮红细菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽抱杆菌、黑曲霉；所述改性菌剂，包括溶磷菌。进一步的，所述复合菌剂的接种量为2-3wt%；所述改性菌剂的接种量为3-4wt%；所述活性炭：尿素：胰蛋白胨：大豆粉：酵母葡聚糖：复合蛋白液的重量份比值为25-35:5-10:3-5:3-5:2-3:40-50；所述固氮红细菌：地衣芽孢杆菌：枯草芽抱杆菌：黑曲霉的菌种比例为5:2:3:1。进一步的，所述复合蛋白液，为甘薯、马铃薯、鱼鳞经洗涤、加热、酶解、稀释制得；所述酶解，采用的复合酶剂，包括胰凝乳蛋白酶、羧肽酶；所述胰凝乳蛋白酶、羧肽酶的重量份比值为4:1。进一步的，所述造粒，将硅藻土与1-2倍体积的去离子水混合，搅拌均匀；然后投入氧化镁、氧化锌、硫酸亚铁、腐植酸钾、硫酸铵、尿素、草酰胺，搅拌过滤后，干燥至含水率为15-18%；然后投入所述一次负载步骤制得的负载有机肥料的活性炭，充分混合均匀；造粒。进一步的，所述硅藻土、氧化镁、氧化锌、硫酸亚铁、腐植酸钾、硫酸铵、尿素、草酰胺、负载有有机肥料的活性炭的重量份比值为20-30:2-3:2-3:2-3:5-8:1-2:5-8:1-2:30-35；所述硅藻土，粒径为10-20μm。进一步的，所述包覆，在喷雾压力为0.2-0.3MPa，气流温度为60-70℃，气流流速为50-80ml/min条件下，在所述造粒制得的颗粒外表面均匀喷涂包覆剂，经成型、干燥、冷却，制得碳基多元素缓释复合肥。进一步的，所述包覆，所述包覆剂，将木质素磺酸钠、甘油、氨水与去离子水混合，升温至60-70℃，搅拌均匀；然后投入预定份数的β-环糊精，搅拌，制得所述包覆剂；所述木质素磺酸钠、甘油、氨水、去离子水、β-环糊精的重量份比值为1:2:5:50:10。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术的一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，有效去除所述催化剂中残留的有机物、重金属，方法操作简单，能耗低，经济可行性好。（2）本专利技术的一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，通过特定的处理方法，能够使作为载体的活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，其特征在于，包括前处理、活化、一次负载、造粒、包覆；/n所述前处理，包括减压干燥、深度处理、洗涤、干燥；/n所述减压干燥，将所述失活的非贵金属氯乙烯催化剂投入至密闭容器中，减压至-0.08~-0.07MPa，升温至160-180℃干燥，干燥时间4-5h，至含水量低于2%；/n所述干燥，干燥所述深度处理后的催化剂，至含水率为16-21%。/n

【技术特征摘要】
1.一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，其特征在于，包括前处理、活化、一次负载、造粒、包覆；
所述前处理，包括减压干燥、深度处理、洗涤、干燥；
所述减压干燥，将所述失活的非贵金属氯乙烯催化剂投入至密闭容器中，减压至-0.08~-0.07MPa，升温至160-180℃干燥，干燥时间4-5h，至含水量低于2%；
所述干燥，干燥所述深度处理后的催化剂，至含水率为16-21%。


2.根据权利要求1所述的一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，其特征在于，所述深度处理，包括预处理、酸洗、碱洗；
所述预处理，采用2-3倍体积的95%乙醇浸渍所述减压干燥后的催化剂，浸渍温度35-40℃，搅拌；
所述酸洗，采用混酸处理液对所述预处理后的催化剂进行酸洗；
所述混酸处理液，为盐酸和磷酸的混合物；
所述碱洗，采用浓度为45-55g/L的KOH溶液对所述酸洗后的催化剂进行碱洗。


3.根据权利要求1所述的一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，其特征在于，所述活化，在N2、CO2混合气氛条件下，对所述前处理步骤制得的活性炭进行微波活化处理；
所述微波频率为20-25MHz，微波功率为1000-1800W，微波活化时间15-20min；
所述N2、CO2混合气氛中，N2：CO2的体积比为3:5。


4.根据权利要求1所述的一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，其特征在于，所述一次负载，将所述活化后的活性炭与尿素、胰蛋白胨、大豆粉、酵母葡聚糖、复合蛋白液混合，投入复合菌剂，发酵2-4d；然后投入改性菌剂，继续发酵3-6d；最后干燥至含水率为15-18%，制得负载有有机肥料的活性炭；
所述复合菌剂，包括固氮红细菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽抱杆菌、黑曲霉；
所述改性菌剂，包括溶磷菌。


5.根据权利要求4所述的一种失活的非贵金属氯乙烯催化剂载体的回收再利用方法，其特征在于，所述复合菌剂的接种量为2-3wt%；所述改性菌剂的接种量为3-4wt%；
所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：李通，
申请(专利权)人：李通，
类型：发明
国别省市：山东;37