废氧化铬制造技术

公开了使用废烃脱氢催化剂生产水泥的方法

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废氧化铬/氧化铝催化剂在水泥生产中的应用
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求
2021
年4月
16
日提交的美国临时专利申请
No.63/175,765
的优先权的权益，其通过整体引用并入本文
。


[0003]本专利技术总体上涉及再利用废催化剂来生产水泥的方法
。
更具体地，本专利技术涉及生产水泥的方法，包括使用废烃脱氢催化剂作为水泥的组分
。

技术介绍

[0004]催化剂是化学工业中的重要材料
。
在化学生产过程中，催化剂会失效
(
即失去催化相关的化学反应的足够的催化活性
)。
足够的催化活性的失去通常发生在多个在线再生循环之后
。
全世界每天都产生大量的废催化剂
。
通常，这些废催化剂通过填埋处理
。
然而，存在与在填埋场中处理催化剂相关的多个缺点
。
[0005]首先，由于许多催化剂含有有毒组分，填埋大量这些有毒材料会对环境产生显著的负面影响
。
第二，有害材料的填埋需要长期维护和监督，以防止意外泄漏和环境灾难，从而增加了处理废催化剂的成本
。
第三，填埋废催化剂并不是具有成本效益的土地利用方式
。
[0006]总的来说，尽管存在用于处理来自化学生产过程的废催化剂的方法，但是鉴于常规系统和方法的至少上述缺点，在该领域中仍然需要改进/>。

技术实现思路

[0007]已经发现了至少与处理废催化剂的方法相关的上述问题的解决方案
。
该解决方案在于使用废烃脱氢催化剂作为原料生产水泥的方法
。
这可以有利于减轻或消除通过填埋处理废催化剂的需要，从而减少土地的连续使用并增加废催化剂的价值
。
此外，所公开的方法可以使用还原剂来还原有毒金属离子如
Cr
6+
,
使得生产的水泥满足健康和环境要求和
/
或标准，从而减轻废催化剂的有害影响，并避免对含废催化剂的填埋场进行长期维护和监督的需要
。
因此，本专利技术的方法和水泥组合物提供了与处理废催化剂的常规方法相关的至少一些问题的技术解决方案
。
[0008]本专利技术的实施方案包括生产水泥的方法
。
该方法包括对包含氧化铝的废烃脱氢催化剂进行处理以生产经处理的原料
。
该方法包括使用经处理的原料作为生产水泥材料的组分
。
[0009]本专利技术的实施方案包括生产水泥的方法
。
该方法包括对包含负载在氧化铝上的铬的废烃脱氢催化剂进行处理以生产经处理的原料
。
根据废催化剂卸载程序的性质，废烃脱氢催化剂中的
Cr
6+
通常为催化剂的
0.01
至
0.2wt
％
。
该方法包括使用经处理的原料作为氧化铝源来生产水泥
。
[0010]在本专利技术的实施方案中，最终水泥中的总铬在
20
至
1000
百万分之一重量份
(ppmw)
或
0.002
至
0.1wt
％的范围内
。
根据废烃脱氢催化剂到水泥生产过程的其他原料混合物中的
添加率，预制水泥中的
Cr
6+
可以保持在
0.4
至
4ppmw
的浓度，以及其间的所有范围和值，包括
0.4
至
0.8ppmw、0.8
至
1.2ppmw、1.2
至
1.6ppmw、1.6
至
2.0ppmw、2.0
至
2.4ppmw、2.4
至
2.8ppmw、2.8
至
3.2ppmw、3.2
至
3.6ppmw、
和
3.6
至
4.0ppmw
的范围
。
根据地理位置和水泥生产所用原料的来源和类型，大多数波特兰水泥样品可以含有2至
25ppmw
范围内的
Cr(VI)。
因此，添加废铬催化剂产生的
0.4
至
4ppmw
范围内的
Cr(VI)
水平可以远低于最终水泥中的典型
Cr(VI)
规格
。
在本专利技术的实施方案中，如果用于水泥生产的其它原料中存在
Cr(VI),
则在水泥的精加工步骤
(
即混合化学品并研磨以满足最终水泥规格
)
期间，可以将对应于其中
Cr
6+
量
(
基于废催化剂添加率
)
的常规还原剂
(
如硫酸铁
、
硫酸锰
、
硫酸亚锡等
)
加入到预精加工的水泥中，以满足最终水泥中典型的
Cr(VI)
工业规格
(2
至
25ppmw
，取决于地理位置
)。
通过控制废铬催化剂的添加率，来自废催化剂添加的
Cr(VI)
的贡献可以保持在
0.4
‑
4ppmw。
[0011]本专利技术的实施方案包括生产水泥的方法
。
该方法包括研磨包含负载在氧化铝上的铬的废烃脱氢催化剂以生产生料
。
该方法进一步包括在烧结温度下加热生料以生产熟料
。
该方法包括冷却熟料以生产冷却的熟料
。
该方法包括研磨冷却的熟料以生产经处理的原料
。
该方法包括将经处理的原料与石膏和还原剂混合以生产水泥
。
根据废铬催化剂添加率，废催化剂添加的
Cr(VI)
贡献可保持在
0.4
至
4ppmw。
[0012]以下包括贯穿本申请文件使用的各种术语和短语的定义
。
[0013]术语“约
(about)”或“大约
(approximately)”被定义为接近，如本领域普通技术人员所理解的
。
在一个非限制性实施方案中，该术语被定义为在
10
％内，优选在5％内，更优选在1％内，最优选在
0.5
％内
。
[0014]术语“wt
％”、“vol
％”或“mol.
％”分别指基于包括所述组分的材料的总重量
、
总体积或总摩尔数的所述组分的重量百分比
、
体积百分比或摩尔百分比
。
在非限制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种生产水泥的方法，所述方法包括：对包含氧化铝的废烃脱氢催化剂进行处理以生产经处理的原料；和使用经处理的原料作为生产水泥的组分
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中所述废烃脱氢催化剂包含负载在氧化铝上的铬
。3.
根据权利要求2所述的方法，其中所述废烃脱氢催化剂的铬是
Cr2O3、CrO3、K2CrO4、Cr2O3Al2O3或其组合的形式
。4.
根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其中所述水泥包含少于
0.02ppmw
的来自废催化剂的
Cr
6+
。5.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述废烃脱氢催化剂的粒度在2微米至3毫米范围内
。6.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述催化剂包含
10
至
16wt.
％的铬和
75
至
85wt.
％的氧化铝
。7.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述氧化铝为
γ
‑
氧化铝
、
θ
‑
氧化铝和
δ
‑
氧化铝
、
氧化铬
‑
氧化铝混合氧化物或其组合的形式
。8.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中将所述经处理的原料用作水泥的氧化铝源
。9.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中处理步骤包括：研磨包含负载在氧化铝上...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈贾，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：