一种处理含钒废催化剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种处理含钒废催化剂的方法，包括以下步骤：A)将脱油废催化剂球磨，得到粉状废催化剂；B)将所述粉状废催化剂进行混料，得到混合物料；C)将所述混合物料进行造粒，干燥后得到混合物料颗粒；D)将所述混合物料颗粒冷固后于沸腾炉中焙烧，得到钠化熟料。本申请提供的方法实现了在沸腾炉中钠化焙烧，强化了钠化添加剂与含钒废催化剂之间、冷固颗粒与空气之间的接触，改善了钠化焙烧的化学反应动力学条件，提高了钠化熟料中钒的浸出率，钠化熟料的钒浸出率能够达到95％以上，解决了回转窑温度不易控制、易结窑的问题，有利于生产的组织和实施；钠化焙烧时利用了废催化剂中碳硫氧化所产生的自热，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含钒废催化剂的方法
本专利技术涉及固废处理
，尤其涉及一种处理含钒废催化剂的方法。
技术介绍
加氢催化剂广泛应用于石化行业，石化行业对加氢催化剂的需求量逐年递增。加氢催化剂长期使用后会出现重金属沉积而失活的问题，进而报废。目前，全世界每年报废的加氢催化剂约12万吨。废加氢催化剂属于危险固废，严重污染环境；但废催化剂中钒含量较高，属于优质二次资源，所以开发含钒废催化剂无害化处理和综合回收利用技术具有重要意义。钠化焙烧是处理含钒矿物的一种有效方法，工业上采用高温回转窑来实现。该方法的基本原理是通过高温焙烧使含钒矿物转化为可溶性钠盐，后续再通过浸出等方法将钒回收。高温焙烧工艺决定了可溶性钠盐的转化率，所以优化高温焙烧工艺是提高钒回收率的关键。现有钠化焙烧工艺处理废加氢催化剂存在一系列问题：首先，粉状物料容易受到物料密度、颗粒不均匀性以及摩擦力等因素的影响，使得废催化剂与钠化添加剂接触不充分，导致钠化焙烧反应不充分，影响可溶性钠盐的转化率；其次，现有钠化焙烧工艺需要合适的温度，但回转窑温度难以控制；若温度较低，可溶性钠盐的转化率低，从而导致钒的回收率较低；若温度较高，容易造成物料烧结、导致钒被玻璃相包裹，从而降低钠化熟料的浸出率；最后，与含钒废料不同，废加氢催化剂中含有一定量的碳和硫，废催化剂钠化焙烧过程中，碳硫发生氧化反应放出大量的热，容易产生局部过热，不仅影响钒浸出率，还会造成回转窑结圈，严重影响生产的顺利进行。综上所述，目前缺乏一种用于废加氢催化剂的处理方法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种处理含钒废催化剂的方法，该方法可提高钠化熟料中钒的浸出率，且使得生产顺利进行。有鉴于此，本申请提供了一种处理含钒废催化剂的方法，包括以下步骤：A)将脱油废催化剂球磨，得到粉状废催化剂；B)将所述粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，得到混合物料；所述一次混料的添加剂为钠化添加剂，所述二次混料的添加剂为粘结剂和水；C)将所述混合物料进行造粒，干燥后得到混合物料颗粒；D)将所述混合物料颗粒冷固后于沸腾炉中焙烧，得到钠化熟料。优选的，步骤A)中，所述粉状废催化剂的粒度D90≤0.147mm；步骤C)中，所述混合物料颗粒的直径D90为3～5mm。优选的，所述钠化添加剂为Na2CO3，所述钠化添加剂的加入量为所述粉状废催化剂的20wt％～40wt％；所述粘结剂为水玻璃与钠基膨润土的混合物，所述水玻璃模数为3.0～3.5；所述水玻璃的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％～5wt％，所述钠基膨润土的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％～4wt％；所述一次混料时间为10～30min；所述二次混料时间为10～30min。优选的，所述干燥在低温热空气中进行，所述低温热空气的温度为100～150℃，时间为1～2h；所述冷固的温度为室温，时间为2～4h。优选的，所述焙烧的温度为600～800℃，时间为0.5h～2h。优选的，所述沸腾炉的风帽布置密度为50至100个/m2。优选的，所述沸腾炉的排料口高度为1200～1800mm。优选的，所述沸腾炉的炉膛角为15～20°。优选的，所述沸腾炉的炉底设有排渣口。优选的，所述沸腾炉的沸腾床处理能力为20～30t/(m2·d)。本申请提供了一种处理含钒废催化剂的方法，其首先将脱油废催化剂球磨，再将得到的粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，然后进行造粒、冷固后于沸腾炉中焙烧，即得到钠化熟料。在上述过程中，本申请首先将粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，由此保证了颗粒的强度，同时冷固造粒工艺是在低温条件下制备了具有一定强度的颗粒，可用于沸腾焙烧，强化了含钒废催化剂与钠化添加剂之间的接触，解决了沸腾焙烧工艺中固相之间接触不均匀的问题，改善了钠化焙烧传质条件，增加了可溶性钠盐转化率，从而提高了钒的浸出率；进一步的，沸腾炉钠化焙烧使得含钒废催化剂颗粒受热均匀，传热均匀，更有利于化学反应的进行，从而最终提高了钒的浸出率，使得生产顺利进行。附图说明图1为本专利技术处理含钒废催化剂的方法流程示意图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。鉴于含钒废催化剂的回收需求以及浸出率低、影响生产顺利进行的现状，本申请提供了一种处理含钒废催化剂的方法，该方法采用造粒-钠化焙烧工艺实现了在沸腾炉中钠化焙烧，采用造粒的方法强化了废催化剂与粉料之间的接触，采用沸腾焙烧工艺增加了冷固颗粒与空气之间的接触面积，改善了化学反应的动力学条件，从而提高了可溶性钠盐的转化率，生产的钠化熟料钒浸出率可达到95％以上。本申请处理含钒废催化剂的方法的流程示意图如图1所示，包括球磨-一次混料-二次混料-造粒-低温固化-钠化焙烧几个步骤，具体的，本申请所述处理含钒废催化剂的方法，包括以下步骤：A)将脱油废催化剂球磨，得到粉状废催化剂；B)将所述粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，得到混合物料；所述一次混料的添加剂为钠化添加剂，所述二次混料的添加剂为粘结剂和水；C)将所述混合物料进行造粒，干燥后得到混合物料颗粒；D)将所述混合物料颗粒冷固后于沸腾炉中焙烧，得到钠化熟料。在处理含钒废催化剂的过程中，本申请首先将脱油废催化剂球磨，以得到粉状废催化剂；所述球磨为本领域技术人员熟知的球磨工艺，对其具体实施方式本申请不进行特别的限制，在具体实施例中，所述球磨为高能球磨，经过球磨后得到的粉状废催化剂的粒度达到D90≤0.147mm。按照本专利技术，然后将所述粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，得到混合物料，其中所述一次混料的添加剂为钠化添加剂，二次混料的添加剂为粘结剂和水；更具体地，所述钠化添加剂为Na2CO3，所述钠化添加剂的加入量为所述粉状废催化剂的20wt％～40wt％，更具体地，所述钠化添加剂的加入量为20wt％、22wt％、26wt％、28wt％、30wt％、32wt％、35wt％、38wt％或40wt％；所述粘结剂为水玻璃(Na2O·nSiO2)与钠基膨润土(Nax(H2O)4·(Al2-xMg0.83)·Si4O10·(OH)2)的混合物，所述水玻璃模数为3.0～3.5；所述水玻璃的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％～5wt％，所述钠基膨润土的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％～4wt％，更具体地，所述水玻璃的加入量为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％，所述钠基膨润土的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％、2wt％、3wt％或4wt％。采用水玻璃+钠基膨润土为复合粘结剂，水玻璃能够室温固化，而且水玻璃能够显著提高颗粒的抗压强度；水玻璃的固化机理是化学固化和物理固化并存，化学固化是吸收二氧化碳生成碳酸钠，物理固化是失水生成高模数的水玻璃，因此化学固化反应能够补充钠化添加剂，所以室温固化能够促进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含钒废催化剂的方法，包括以下步骤：/nA)将脱油废催化剂球磨，得到粉状废催化剂；/nB)将所述粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，得到混合物料；所述一次混料的添加剂为钠化添加剂，所述二次混料的添加剂为粘结剂和水；/nC)将所述混合物料进行造粒，干燥后得到混合物料颗粒；/nD)将所述混合物料颗粒冷固后于沸腾炉中焙烧，得到钠化熟料。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理含钒废催化剂的方法，包括以下步骤：
A)将脱油废催化剂球磨，得到粉状废催化剂；
B)将所述粉状废催化剂依次进行一次混料和二次混料，得到混合物料；所述一次混料的添加剂为钠化添加剂，所述二次混料的添加剂为粘结剂和水；
C)将所述混合物料进行造粒，干燥后得到混合物料颗粒；
D)将所述混合物料颗粒冷固后于沸腾炉中焙烧，得到钠化熟料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)中，所述粉状废催化剂的粒度D90≤0.147mm；步骤C)中，所述混合物料颗粒的直径D90为3～5mm。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钠化添加剂为Na2CO3，所述钠化添加剂的加入量为所述粉状废催化剂的20wt％～40wt％；所述粘结剂为水玻璃与钠基膨润土的混合物，所述水玻璃模数为3.0～3.5；所述水玻璃的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％～5wt％，所述钠基膨润土的加入量为所述粉状废催化剂的1wt％～4wt％；所述一次混料时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄绵延，常耀超，黄明星，葛启明，王为振，高崇，刘会超，
申请(专利权)人：北京普能世纪科技有限公司，矿冶科技集团有限公司，越南阳星钨业实业有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11