[發明專利]一種以FCC廢催化劑為原料制備的空心球超高溫輕質耐材及其生產工藝

在審

• 申請號: 201911197359.1
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110922197A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 劉寶敏;邢慧
• 申請（專利權）人: 山東中冠實業有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622;C04B35/10;C04B38/00;C04B38/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本公開涉及一種以FCC廢催化劑為原料制備的超高溫輕質耐材及其生產工藝，所述耐材是由以下重量份原料制成：鋯鋁空心球30～60份，三氧化二鋁粉60～80份，二氧化硅粉10～20份，發泡劑0.5～1份，穩泡劑0.5～1份，粘結劑4～8份，分散劑0.5～1份。本公開制備的超高溫輕質耐材是最新研發的一種新型耐火保溫材料，填補了國內外空白。其陶瓷基體結構中含有大量的微米納米級氣孔，具有輕質(密度1.2～1.6g/cm³)、耐高溫(1700℃以上)、隔熱保溫性能優異、高效節能(與傳統耐火磚相比節能80％以上)等優點，且具有強度高、表面硬度高、不掉渣、高溫耐侵蝕性好等明顯優勢。

技術領域

本公開涉及一種以FCC廢催化劑為原料制備的空心球超高溫輕質耐材及其生產工藝。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本公開的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

催化裂化(FCC)催化劑是現代石油煉制工藝必不可少的催化劑，可使石油原料發生裂解轉化為裂化氣、汽油和柴油，特別是國內煉油企業。FCC催化劑在使用過程中，由于重金屬元素以及其他無機元素在催化劑表面沉積，導致催化劑活性及選擇性降低，甚至達到永久性失活。為了保證工業裝置的正常運轉，在FCC裝置的正常運行中需要不斷補充新劑。不論怎樣補充調整，運轉失活的催化劑必須卸出棄用，才能達到工業FCC裝置的既定運行狀態，從而取得經濟收益。

由于FCC廢催化劑中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金屬，若不進行專業的處置，隨意丟棄或掩埋，容易被雨水浸出而嚴重污染環境，甚至使人致癌。故2016年8月1日，我國新發布的《國家危險廢物名錄》中，將FCC廢催化劑歸為HW50類危廢(危險固體廢棄物)。FCC廢催化劑被列入國家危廢名錄后，直接進行地下填埋處理的粗暴方式從法律上已不再被允許。

目前，我國催化裂化能力已居世界第二位，每年產生的FCC廢催化劑重量至少在20～30萬噸左右。隨著石油資源的重質化和劣質化，FCC催化劑置換周期明顯縮短，廢催化劑的重金屬污染問題也日益突出。如何對FCC廢催化劑進行有效的處理，一直是業內人士所關注的課題之一。

由于FCC廢催化劑中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金屬，若直接以其為原料制備其他產品，將會帶來二次污染。因此，如何有效資源化利用FCC廢催化劑，同時根本解決其危廢處置問題，避免其重金屬污染環境，是本領域亟需解決的一個技術問題。

超高溫輕質耐材是指氣孔率很高而體積密度很低的耐火材料，主要有粘土輕質磚、輕質硅磚、高鋁輕質磚、堿性輕質磚等。國內大型的超高溫輕質耐材制造商如山東魯陽、山東紅陽、山東民燁等，但是能夠提供超高溫節能異形板材或輕質節能耐材的企業還比較稀缺。

發明內容

針對以上背景技術，本發明人經過研究FCC廢催化劑的化學成分，發現其主要成分是Al₂O₃和SiO₂，且相對含量與硅鋁質耐火保溫材料比較接近。故通過前期研究，成功研發了一種資源化利用FCC廢催化劑的技術-對其氧化物組分進行定向調配和優化，改善其溫度耐受性，生產耐受超高溫的節能新材料。

具體的，本公開采用以下技術方案：

在本公開的第一個方面，提供一種以FCC廢催化劑為原料制備的空心球超高溫輕質耐材，其主要特點是：該超高溫輕質耐材采用鋯鋁空心球為原料制備得到；其中，所述鋯鋁空心球是由以下重量份原料制成：

FCC廢催化劑70～85份，煤矸石0.5～3份，二氧化鋯2～4份，三氧化二鋁14～18份，二氧化硅0.5～1.5份，羧甲基纖維素鈉1～2份；

具體的，所述超高溫輕質耐材是由以下重量份原料制成：