[發明專利]一種硅酸鋁纖維及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010749334.4
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN114057404A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 陳妍;宋海濤;林偉;鳳孟龍;劉倩倩;王林昌
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C03C13/06
• 分類號: C03C13/06;C03B37/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;鄭特強

本發明提供一種硅酸鋁纖維及其制備方法和應用。該制備方法包括：將廢催化裂化催化劑與輔助料進行高溫混合處理，以轉移所述廢催化裂化催化劑中的雜質金屬；將所述廢催化裂化催化劑與所述輔助料進行分離處理，得到分離后的廢催化裂化催化劑；將所述分離后的廢催化裂化催化劑與硅鋁材料混合得到硅酸鋁纖維原料；以及對所述硅酸鋁纖維原料進行高溫熔融和成纖處理后得到硅酸鋁纖維。本發明的制備方法是以含硅鋁比例較高的廢催化裂化催化劑作為主要原料之一來制備硅酸鋁纖維，不僅實現了廢催化裂化催化劑的無毒無害化有效處理，避免了環境污染，而且實現了廢催化裂化催化劑的資源化利用，變廢為寶、降低生產成本，有效節約資源、社會效益顯著。

技術領域

本發明涉及硅酸鋁纖維技術領域，特別涉及一種硅酸鋁纖維及其制備方法。

背景技術

催化裂化(FCC)催化劑是煉油工藝中應用量最大的一種催化劑，目前我國催化裂化催化劑的使用量近20萬噸，每年也會產生約10萬噸的廢催化裂化催化劑。2016年8月1號實施的新版《國家危險廢物名錄》新增117種危險廢物，將催化裂化廢催化劑列為危廢HW50，嚴禁排放。

催化裂化新鮮催化劑主要成分是氧化硅鋁，另外還含有0-5％的氧化稀土。催化裂化原料油中含有鎳、釩和鐵等金屬，在催化裂化反應過程中，這些金屬逐漸沉積在催化劑上形成廢催化裂化催化劑，使得催化裂化廢催化劑含有少量鎳、釩等金屬，而這些重金屬具有浸出毒性。

危險廢物處理的主要方法有：高溫焚燒、高溫熔融、水泥窯協同處置、密封掩埋等。針對這種具有金屬毒性或者金屬浸出毒性的危險廢物，高溫熔融處理可以將廢催化裂化催化劑中的金屬玻璃態固化，由于熔融溫度比較高，能耗較高，使得單純高溫熔融處理含金屬危廢成本較高。然而由于廢催化裂化催化劑中的主要成分氧化硅鋁本身可以作為高溫熔融制備玻璃制品、陶瓷制品的原材料，廢催化劑中稀土、鎳、鐵和銻等甚至還可以作為玻璃制品或者陶瓷制品的性能優化材料，因此通常會對廢催化裂化催化劑中的有部分元素進行回收利用。

催化裂化廢劑中釩質量分數一般0.1～0.8％，由于釩對硅酸鋁纖維在高溫下使用容易破壞纖維的強度，因此對于釩高于0.3％的廢催化劑需要提前脫釩處理，再添加到硅酸鋁纖維制備中減少釩對今后使用過程中的耐用性影響。CN 109735961A采用煅燒的廢催化裂化催化劑，添加硅粒、煤矸石和焦寶石制備硅酸鋁纖維，但該方法所制備的硅酸鋁纖維的質量不穩定。

因此，需要一種有效回收利用廢催化裂化催化劑來制備硅酸鋁纖維的方法。

需注意的是，前述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發明的背景理解。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用廢催化裂化催化劑為原料制備硅酸鋁纖維的方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種硅酸鋁纖維的制備方法，包括：

將廢催化裂化催化劑與輔助料進行高溫混合處理，以轉移所述廢催化裂化催化劑中的雜質金屬；

將所述廢催化裂化催化劑與所述輔助料進行分離處理，得到分離后的廢催化裂化催化劑；

將所述分離后的廢催化裂化催化劑與硅鋁材料混合得到硅酸鋁纖維原料；以及

對所述硅酸鋁纖維原料進行高溫熔融和成纖處理后得到硅酸鋁纖維。

在一些實施例中，以重量百分比計，所述廢催化裂化催化劑中：SiO₂的含量為40％-55％，Al₂O₃的含量為40％-58％，Fe的含量≤1.5％，稀土金屬的含量為0-5％，V的含量≥0.3％，C的含量≤0.03％，并且SiO₂和Al₂O₃的含量之和≥89％。