[發明專利]一種基于微波富氧焙燒的廢鋁基加氫催化劑處理方法

在審

• 申請號: 201710274802.5
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107164629A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 曲雯雯;張家麟;徐盛明;葉小磊;彭金輝;張利波;郭勝惠;王璐
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B7/00;C22B21/00;C22B34/34;C22B23/00;C01B17/74;C01D7/07
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技術領域

本發明涉及一種基于微波富氧焙燒的廢鋁基加氫催化劑處理方法，屬于環境保護和資源綜合回收再利用領域。

背景技術

鋁基催化劑是一種以γ-Al₂O₃為載體，鉬、鎳、釩、鈷、鎢等有價金屬或其氧化物為活性組分的催化劑，廣泛應用于石油化工行業原油的加氫脫硫精煉過程，以提高油品質量。但催化劑在使用一定周期后，因釩等金屬沉積和二硫化碳中毒而失去活性不可再生。失活后的廢催化劑含有約15-25%的硫、6-10%的碳以及大量有價金屬，并且有價金屬主要以硫化物的形式存在不利于回收。若不經處理直接填埋不僅造成資源的浪費而且還會因其中的重金屬元素對環境造成嚴重污染。

目前，處理這類廢催化劑的方法主要有兩種：一是作為固廢直接地下填埋；二是先經高溫火法焙燒預處理，除油、脫硫脫碳得到金屬氧化物，再用濕法回收有價金屬。前者污染土壤和地下水源，同時還會造成鉬、鎳、釩、鈷，和鎢等稀貴金屬資源的流失。后者雖未造成資源浪費，但是由于直接火法焙燒難以精確控制相關條件，不可避免的產生難處理的復合金屬氧化物及有害氣體。

專利CN102367520A公開了一種從廢鋁基催化劑中綜合回收釩的方法。將廢鋁基催化劑與碳酸鈉按一定比例混合，在800~1200℃的高溫下焙燒30~60min。該方法溫度過高，所生成的氧化鉬已經升華，雖然是回收釩，但卻造成了鉬資源的浪費，而且鈉鹽會對設備造成腐蝕，縮短設備的使用壽命。

專利CN 102042388B公開了一種含鎳、鉬廢催化劑回收金屬的方法，在空氣中，300~550℃條件下焙燒1~10小時，去除廢催化劑中油質物及硫和碳，該方法焙燒時間過長，能耗大，并且污染空氣。專利CN 105274344A提及一種從廢石油催化劑中回收釩和鉬的方法，將廢催化劑在空氣中點燃，空燒溫度為500~650℃，以達到去除廢催化劑中硫和碳的目的，但由于廢催化劑表面附著有大量原油，空氣中點燃很難控制焙燒溫度，會導致焙砂中生成難處理復合金屬氧化物（CoMoO₄、NiMoO₄、NiAl₂O₄等），而影響后續金屬的浸取回收。

專利CN 105274343A公開了一種從石油加氫廢催化劑中提取鎢和鎳的方法，將磨細至一定粒度的廢催化劑至于馬弗爐中，在600~800℃的條件下氧化焙燒3~5小時，該方法焙燒時間長，能耗大，產生有害氣體污染空氣。

以上從廢催化劑中去硫和碳的方法存在以下幾個缺點：a. 處理時間長，焙燒溫度高，能耗高；b. 處理溫度難以控制，易生成難處理復合金屬氧化物；c. 對焙燒設備的耐腐蝕性要求高；d.未對廢氣進行處理，污染環境。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于微波富氧焙燒的廢鋁基加氫催化劑處理方法，該方法具有能耗低、工藝設備簡單、處理時間短的特點，避免了難處理復合金屬氧化物的生成，實現了焙燒尾氣的無害化綜合利用。

本發明的技術方案是：在富氧氛圍下，對廢鋁基加氫催化劑進行微波焙燒，去除廢催化劑中的硫和碳，實現對廢催化劑中有價金屬的氧化脫硫，得到易于浸出的金屬氧化物，金屬氧化物可進行濕法浸出回收金屬，焙燒尾氣無害化綜合處理得到硫酸和碳酸鈉溶液，硫酸和碳酸鈉溶液均可作為金屬氧化物的浸出劑。

一種基于微波富氧焙燒的廢鋁基加氫催化劑處理方法，具體步驟如下：

（1）將廢鋁基加氫催化劑進行脫油處理得到無油廢鋁基加氫催化劑；

（2）將步驟（1）所得無油廢鋁基加氫催化劑細磨至粒徑不大于400目；

（3）在氧氣氛圍條件下，將步驟（2）所得產物進行微波焙燒得到焙砂和尾氣Ⅰ；

（4）步驟（3）所得尾氣Ⅰ經氧化性溶液處理得到稀硫酸Ⅰ和尾氣Ⅱ；

（5）步驟（4）所得尾氣Ⅱ經去離子水處理得到稀硫酸Ⅱ和尾氣Ⅲ；

（6）步驟（5）所得尾氣Ⅲ經飽和氫氧化鈉溶液處理得到碳酸鈉溶液和尾氣Ⅳ，尾氣Ⅳ直接排出；

（7）將步驟（4）所得稀硫酸Ⅰ和步驟（5）所得稀硫酸Ⅱ合并，蒸餾得到濃硫酸；將步驟（6）所得碳酸鈉溶液蒸發結晶得到碳酸鈉晶體；

（8）將步驟（7）所得碳酸鈉晶體加入到去離子水中配制成濃度0.5~2.5mol/L的碳酸鈉溶液Ⅱ，將步驟（7）所得濃硫酸配制成濃度1~3mol/L的稀硫酸溶液Ⅲ；

（9）將步驟（3）所得焙砂加入到步驟（8）所得碳酸鈉溶液Ⅱ或稀硫酸溶液Ⅲ中，在溫度為75~95℃、攪拌條件下，反應2~5h得到金屬浸出液；