一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法技术

本发明专利技术属于固体废弃物处理技术领域，尤其是一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法。本发明专利技术将煅烧后的水滑石与预处理后的SFCCC混合均匀后加入去离子水，且液固比为0.6

【技术实现步骤摘要】
一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物处理
，尤其涉及一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法。

技术介绍

[0002]流化床催化裂化(FCC)是炼油工业重要的重油轻质化工艺，FCC催化剂因具有活性高、选择性好、耐热性优良等特点，目前已成为石油工业中使用量最大的催化剂品种之一。使用的过程中由于重金属(Ni、V、Fe等)的污染、粒度的细化及积碳等使得FCC催化剂中毒失活后无法再生。目前，我国每年废弃石油催化裂化催化剂(SFCCC)在15万吨左右，并且还在逐年增长，由于此类催化剂中含有重金属元素，在2016年正式被列入《国家危险废物名录》HW50类危废。由于SFCCC的成分主要是无机物，并含有相当量(5
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10％)的重金属和稀土元素，不能采用堆肥、热解、焚烧等技术进行处理。目前主要采取掩埋的方式对SFCCC进行处理，其中的有害重金属在雨水的浸泡下迁移转化，进入环境，污染土壤和河流，从而危害人体健康和生态环境。
[0003]近年来，国家对固废物处理标准越来越严格，因此SFCCC的处理极为重要。按照国家危险废物的管理要求，SFCCC的产生、储存、运输、处置等过程将受到国家的管制，处理成本将大幅提高，而通过简单掩埋的处理方式极不环保，因此，SFCCC无害化处理成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本专利技术提供一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法。本专利技术有效固化稳定SFCCC中的重金属，降低SFCCC重金属的浸出率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法，包括如下步骤：
[0007]S1、将水滑石以450℃
‑
550℃煅烧2h
‑
4h，冷却后取出；
[0008]S2、称取预处理后的SFCCC粉末进行筛分；
[0009]S3、混合均匀筛分后的SFCCC粉末和煅烧后的水滑石，加入去离子水，且液固比为0.6
±
0.05，搅拌20
‑
30min，静置22h
‑
24h；
[0010]S4、将S3中静置好的样品置于真空干燥8h
‑
10h，制得无害化废弃石油催化裂化催化剂。
[0011]上述步骤S1和步骤S2不分先后顺序。
[0012]SFCCC为石油炼制过程中所使用的催化裂化剂，作为平衡剂多次经过700℃以上的煅烧处理去除表面积碳及有机化合物的再生循环过程，最终因重金属元素的沉积而不可逆失活后的废弃物，SFCCC于2016年正式被列入《国家危险废物名录》HW50类危废。
[0013]优选的，步骤S3中煅烧后的水滑石与SFCCC的混合质量比为(0.02
‑
0.1)∶1。
[0014]优选的，步骤S1中水滑石置于马弗炉中以500℃煅烧3h。
[0015]优选的，水滑石为镁铝型水滑石。
[0016]优选的，步骤S2中的预处理为700℃煅烧处理SFCCC。
[0017]优选的，步骤S2中SFCCC粉末筛分至200目粒径以上。
[0018]优选的，步骤S4中静置好的样品置于真空干燥箱以60℃干燥10h。
[0019]本专利技术的优点在于：
[0020](1)本专利技术公开了一种将废弃石油催化裂化催化剂(SFCCC)中有害金属(Ni、V)无害化固定的处理方法，以便于该类危险固体废弃物得以环境无害化处置；本专利技术方法采用500℃煅烧的水滑石作为稳定化试剂，少量掺杂于SFCCC并与水混配，利用煅烧水滑石的水化反应对SFCCC进行改性，该方法能够有效抑制沉积于原FCC催化剂上的有害金属元素或化合物的浸出迁移行为，从而对其形成有效的永久固定化作用，解决SFCCC在后期储运、处置及资源化利用过程中重金属溢出对环境的二次污染问题。
[0021](2)本专利技术将镁铝型水滑石在空气气氛下经500℃煅烧处理后以一定的比例添加到SFCCC粉体中混合均匀，加入去离子水，保证液固比在0.6左右，搅拌均匀静置24h后干燥即得固定化样品，本专利技术所述的固化稳定化法处理过程简单，无害化处理产物重金属浸出量显著降低，无其他污染产生，解决了SFCCC作为危险固体废弃物处置过程中重金属溢出所引起的水、土环境污染的环境问题，并为其后期的资源化利用提供了技术前提，无害化固定处理后的SFCCC可以作为催化剂载体使用；且制备方法简单、原料价格低廉，固定化效果好，降低了制备成本。
[0022](3)水滑石是一类由带电荷的金属(镁铝)氢氧化物层板和层间带负电荷(碳酸根)的平衡阴离子堆积而成的层状双金属氢氧化物，其具有价格低廉、阴离子交换性和热稳定性等优点，当温度加热到400
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550℃后，脱水比较完全，碳酸根阴离子消失完全转变成二氧化碳，这标志着层状结构被破坏，最后得到混合金属氧化物，此时水滑石的比表面积和孔体积达到最大。本专利技术利用煅烧水滑石来固化稳定SFCCC中的重金属，将SFCCC与煅烧水滑石进行混合，通过调控原料配比，从而有效固化稳定SFCCC中的重金属，并解决了环境污染和土地资源占用等问题。
[0023](4)本专利技术利用煅烧水滑石的水化反应与SFCCC发生有效的协同作用，有效抑制SFCCC中Ni、V等有害金属元素在浸出条件下的迁移行为，最佳的固化稳定化试剂为经500℃空气气氛下煅烧处理的镁铝型水滑石，煅烧水滑石与SFCCC的混合质量比为(0.02
‑
0.1)∶1。
[0024](5)本专利技术采用化学药剂500℃煅烧水滑石来固化稳定SFCCC中的重金属相较于常用的水泥固化法用量大大减少，且减少了增容体积，节约处置固废物的处置空间；500℃煅烧水滑石具有规则的片层状结构、较大的比表面积、吸附及交换离子和热稳定性等优点，首先其特殊结构会降低废催化剂表面的游离重金属离子，其次本身水溶液呈碱性能够适当改变SFCCC表面的pH，会促使重金属离子生成氢氧化物沉淀，大大地降低可溶性重金属浸出率；水滑石易得且价格低廉，煅烧也很方便，有利于市场的应用。
附图说明
[0025]图1为SFCCC中浸出液重金属的浓度柱状图以及本专利技术的实施例1
‑
4浸出液重金属
的浓度柱状图。
[0026]图2为对比例1与实施例1
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4的固化稳定化产物经国标法浸出后Ni的固定率的折线图。
[0027]图3为对比例1与实施例1
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4的固化稳定化产物经国标法浸出后V的固定率的折线图。
[0028]图4为对比例2与实施例1
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4的固化稳定化产物经国标法浸出后Ni的固定率的折线图。
[0029]图5为对比例2与实施例1
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4的固化稳定化产物经国标法浸出后V的固定率的折线图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将水滑石以450℃
‑
550℃煅烧2h
‑
4h，冷却后取出；S2、称取预处理后的SFCCC粉末进行筛分；S3、混合均匀筛分后的SFCCC粉末和煅烧后的水滑石，再加入去离子水，且液固比为0.6
±
0.05，搅拌20
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30min，静置22h
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24h。S4、将S3中静置好的样品置于真空干燥8h
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10h，制得无害化废弃石油催化裂化催化剂。2.根据权利要求1所述的一种废弃石油催化裂化催化剂中有害金属元素无害化固定方法，其特征在于：步骤S3中煅烧后的水滑石与SFCCC的质量比为(0.02

【专利技术属性】
技术研发人员：张先龙，邵幸瑞，吴雪平，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：