一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其步骤包括：在废石化催化剂和赤泥的粉末中加入兰炭和氧化钙，混匀后压球得到球团；将球团焙烧得到预还原的焙烧球团；将焙烧球团与硅石混合后加热熔化与渣金分离，得到镍铁合金和玻璃态熔渣。本发明专利技术提供的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，能够同时高效回收以氧化铝为载体的废石化催化剂和高含铁量的赤泥中的有价金属镍和铁，且对环境友好。且对环境友好。且对环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法


[0001]本专利技术涉及火法冶金回收有价金属
，特别涉及一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着国内外石化行业的高速发展，在行业生产中起重要作用的催化剂用量大幅增长。据不完全统计，全球每年催化剂需求量在80万吨以上，其中石化行业的催化剂需求量占催化剂总量的90％以上。
[0003]而催化剂在使用过程中，随着使用时间的延长，自身结构及组分发生变化，即“催化剂中毒”，导致催化剂活性下降乃至失效，必须将其更换以适应生产要求，因此造成大量的废石化催化剂产生。目前，大部分废石化催化剂都采取填埋处置，不仅浪费大量土地资源，而且因其含有在使用过程中吸附大量有毒、有害物质以及自带部分重金属(如镍、钒、钼和钴等)在填埋过程中会污染土壤和地下水，严重污染环境。再者，废石化催化剂中含有的有价金属镍是冶金行业中制备不锈钢、精密合金、储氢合金、化学催化剂和高温合金的重要元素，已被广泛应用于各行各业。
[0004]由于我国镍的矿产资源十分稀缺，是一个少镍、贫镍的国家，多年来我国不得不通过从国外进口大量的镍以满足我国快速发展的工业需要。而废石化催化剂中的镍不仅品位远远高于矿石中的镍品位，且每年因催化剂报废数量快速增长，其数量也十分可观。如果从废石化催化剂中回收镍不仅能缓解我国镍资源供需困境，而且还可降低废石化催化剂对环境带来的危害。
[0005]目前，国内外针对高温焚烧后的废石化催化剂的处理工艺主要有：氧化焙烧
‑
碱浸法，碱式焙烧
‑
水浸法，微波碱浸
‑
微波酸浸法以及常压酸、碱浸法等处理工艺。其中，湿法处理工艺存在原料适应性差，工艺流程长，金属浸出率低等缺点。火法处理工艺则存在能耗高、废物处理种类单一，辅料加入种类和数量多，后续尾渣处理成本高等缺点。
[0006]因此，如何实现废石化催化剂中金属镍的高效回收，缩短工艺流程，降低生产成本，减少生产过程中所带来的二次污染，是当前回收废石化催化剂中有价金属亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对镍含量高、以氧化铝为载体的废石化催化剂和高含铁量的赤泥，提供一种环境友好的联合熔炼工艺回收镍铁制备镍铁合金，同时玻璃化制备玻璃渣的方法，实现镍铁的高效回收利用，以及对废石化催化剂和赤泥中的重金属进行稳定化，增加固废处理的种类。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，包括如下步骤：
[0009]球团制备：在废石化催化剂和赤泥的粉末中加入兰炭和氧化钙，混匀后压球得到球团；
[0010]低温预还原：将球团焙烧得到预还原的焙烧球团；
[0011]高温熔炼渣金分离：将焙烧球团与硅石混合后加热熔化与渣金分离，得到镍铁合金和玻璃态熔渣。
[0012]进一步地，所述废石化催化剂与赤泥的质量比为(70
‑
30)：(30
‑
70)。
[0013]进一步地，所述兰炭用量为所述废石化催化剂与赤泥混合物料总质量的20
‑
45％，所述氧化钙用量为所述废石化催化剂与赤泥混合物料总质量的15
‑
30％。
[0014]进一步地，所述球团焙烧是在回转窑中低温焙烧，焙烧温度为900
‑
950℃，焙烧时间为1
‑
2h，所述回转窑转速为3r/min。
[0015]进一步地，所述球团在回转窑中低温焙烧得到的焙烧球团中镍与铁的金属化率分别为90
‑
95％和80
‑
85％。
[0016]进一步地，所述硅石的质量为所述废石化催化剂与赤泥混合物料总质量的20
‑
50％。
[0017]进一步地，所述焙烧球团与硅石混合后在熔炼炉中加热熔化，熔炼温度为1550
‑
1650℃，物料完全熔化后保温1
‑
1.5h。
[0018]进一步地，所述熔炼炉为中频感应炉或电弧炉。
[0019]进一步地，所述完全熔化后的物料倒入圆台模具中经自然冷却，渣金分离，下层得到镍铁合金，上层得到玻璃态熔渣。
[0020]进一步地，所述镍铁合金中镍含量为7
‑
30％，铁含量为70
‑
90％。
[0021]本专利技术提供的一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，通过废石化催化剂和赤泥协同熔炼回收镍铁制备镍铁合金，并玻璃化制备玻璃渣，原料适应性强、固废处理种类多、不加入捕集剂、过程易操作、流程短、对环境友好，具有广阔的应用前景。
[0022]而且，本专利技术提供的一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，与现有技术相比还具有以下特点。
[0023](1)废石化催化剂中镍与赤泥中的铁在焙烧还原
‑
熔炼还原分离过程中形成镍铁合金，不用外加铁捕集剂。
[0024](2)将两种危险固废物(废石化催化剂和赤泥)同时处理，既增加了固废处理种类，又避免了铁捕集剂的加入，可降低成本，提高经济效益。
[0025](3)造球过程中，以氧化钙为粘结剂，避免了额外粘结剂的加入，可降低成本。
[0026](4)赤泥加入量的不同，使得熔炼后所得镍铁合金中的镍品位从7％至30％不等，可作不同用处，后续工艺可根据镍铁合金中镍含量的不同而有多种选择。
[0027](5)熔炼后的熔渣不需要经过水淬处理，自然冷却即可得到玻璃态渣，避免了大量废水的产生。
[0028](6)熔炼所得的玻璃渣可将废石化催化剂和赤泥这两种危险固废物中的重金属及有害元素固定，避免其在堆放过程中浸出，污染土壤和地下水，对环境友好。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例提供的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法流程图。
具体实施方式
[0030]参见图1，本专利技术实施例提供的一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，包括如下步骤：
[0031](1)球团制备：将废石化催化剂和赤泥细磨至74μm占90％以上后，向所得混合粉末中加入废石化催化剂和赤泥混合物料总质量20
‑
45％的还原剂兰炭，废石化催化剂与赤泥混合物料总质量15
‑
30％的熔剂氧化钙，以及废石化催化剂与赤泥混合物料总质量5
‑
10％的去离子水，混合均匀后将混合物料置于压球机中压球，得到球团。
[0032](2)低温预还原：将得到的球团，置于转速为3r/min的燃气加热回转窑中，在900
‑
950℃焙烧温度下焙烧1
‑
2h，得到预还原的焙烧球团。其中，焙烧球团中镍、铁的金属化率分别为90
‑
95％和80
‑
85％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：球团制备：在废石化催化剂和赤泥的粉末中加入兰炭和氧化钙，混匀后压球得到球团；低温预还原：将球团焙烧得到预还原的焙烧球团；高温熔炼渣金分离：将焙烧球团与硅石混合后加热熔化与渣金分离，得到镍铁合金和玻璃态熔渣。2.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述废石化催化剂与赤泥的质量比为(70
‑
30)：(30
‑
70)。3.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述兰炭用量为所述废石化催化剂与赤泥混合物料总质量的20
‑
45％，所述氧化钙用量为所述废石化催化剂与赤泥混合物料总质量的15
‑
30％。4.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述球团焙烧是在回转窑中低温焙烧，焙烧温度为900
‑
950℃，焙烧时间为1
‑
2h，所述回转窑转速为3r/min。5.根据权利要求4所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树臣，杨子晏，肖发新，涂赣峰，刘川，赵兵，张铁营，
申请(专利权)人：河北欣芮再生资源利用有限公司，
类型：发明
国别省市：