[發明專利]利用廢催化劑制備聚硅鋁的方法

有效

• 申請號: 201911075556.6
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110668454B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 王文澤;梁之舉;王居亮
• 申請（專利權）人: 山東聚杰環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26;C02F1/52
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

本發明屬于固體廢物綜合利用和絮凝劑生產技術領域，具體的涉及一種利用廢催化劑制備聚硅鋁的方法。將氫氧化鈉溶液與FCC廢催化劑進行升溫加壓反應，過濾制得鋁硅酸鹽溶液；向鋁硅酸鹽溶液中滴加硫酸或鹽酸，調節pH為0.8～1.7，熟化1～2h，得到液體聚硅硫酸鋁或聚硅氯化鋁。本發明所述的利用廢催化劑制備聚硅鋁的方法，避免了酸浸法重金屬離子一起浸出造成二次污染的風險，是一種工藝路線簡單、生產成本低廉、Al₂O₃與SiO₂溶出率高的聚硅鋁的制備方法。

技術領域

本發明屬于固體廢物綜合利用和絮凝劑生產技術領域，具體的涉及一種利用廢催化劑制備聚硅鋁的方法。

背景技術

聚硅硫酸鋁簡稱PASS，聚硅氯化鋁簡稱PASC，以下統稱聚硅鋁。聚硅鋁是一種水溶性無機高分子聚合物，具有架橋吸附能力強，陽離子度高，易溶于水，不成凝膠，水解穩定性好，適用于水質范圍廣且不受低水溫的影響等特點。聚硅鋁的大分子鏈上所帶的正電荷密度高，產物的水溶性好，分子量適中，因此具有絮凝和消毒的雙重性能。它不僅可有效地降低水中懸浮物固體含量，從而降低水的濁度，而且還可使病毒沉降和降低水中三鹵甲烷前體的作用，因而使水中的總含碳量(TOC)降低。聚硅鋁可作為主絮凝劑和助凝劑使用，對水的澄清有明顯的效果，特別是對低濁度水的處理，更是其它類型的高分子絮凝劑所不及。與傳統使用的無機絮凝劑(如硫酸鋁、堿式氯化鋁等)相比，具有產生的淤泥量少，沉降速度快，水質好，成本低等特點，而且還可采用直接過濾的新工藝，這對傳統的絮凝劑無疑是一個重大改革。

目前，國內外生產聚硅鋁的工藝路線為：①以氫氧化鈉、鋁酸鈣粉為原料，酸解反應合成硫酸鋁溶液或氯化鋁溶液；②以硅酸鈉為主要原料，硅酸鈉在堿性條件下升溫預聚；③按一定比例將預聚的硅酸鈉溶液加入到合成的鋁鹽溶液中，升溫熟化得到聚硅鋁。一般情況下市售的氫氧化鋁中Al₂O₃含量為64％左右，價格1900元/噸；鋁酸鈣粉中Al₂O₃含量為52～55％左右，價格1200元/噸，但是其生產成本較高、工藝路線復雜、鋁酸鈣粉酸解后產生的濾渣不易過濾，且較難處理、造成固態污染物。因此，從降低生產成本，減少三廢排放保護生態環境發展的角度出發，尋求各種價格低廉的生產原料，改進簡單的工藝路線制備聚硅鋁的方法是十分有必要的。

FCC廢催化劑是石油催化裝置中的一種固態廢物，往往含有一些有毒成分，主要是重金屬在催化劑上沉積從而使催化劑中毒、失活。如NiO，其質量分數大于0.1％時，該催化裝置固體廢棄物就屬于危險固體廢物；又如V，Sb，Ti等，其質量分數大于3％時，該催化裝置固體廢棄物也屬于危險固體廢物。若將催化裝置固體廢棄物長時間露天堆放，不僅會占用大量土地資源，其中的有毒有害成分還會隨著雨水的沖刷進入水體和土壤，對水體和土壤以及植被和生物等造成危害，并通過食物鏈危及人體健康。因此，對其催化裝置固體廢物進行無害化處理處置顯得尤為重要。此外，催化裝置固體廢棄物中有較高含量的有價金屬，一般催化劑都是以Al₂O₃與SiO₂為載體，主要成分質量百分比為Al₂O₃占45～65％左右、SiO₂占38～49％左右，是一種很好的制備聚硅硫酸鋁和聚硅氯化鋁的原料，可將其作為二次資源回收利用。對催化裝置固體廢物進行綜合利用既可以提高資源利用率，更可以避免催化裝置固體廢棄物帶來的環境問題，實現可持續發展。因此，對廢煉油催化劑進行有效的處理和利用已成為一個十分重要的課題。