[發明專利]一種酸浸耦合光還原提取廢FCC催化劑中稀土的方法

有效

• 申請號: 202011393727.2
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112695213B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 章啟軍;吳玉鋒;宋岷洧
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B7/00;C22B1/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明公開了一種酸浸耦合光還原提取廢FCC催化劑中稀土的方法，屬于稀土二次資源回收利用領域，特別涉及廢FCC催化劑采用酸浸耦合光還原高效提取稀土元素的方法。主要包括高溫預處理除有機物及碳、光還原強化酸浸提取稀土、氨水沉淀除雜、草酸沉淀稀土等步驟。與傳統廢FCC催化劑中稀土回收工藝相比，該發明技術采用光還原協同酸體系處理廢FCC催化劑，實現了稀土元素的高效提取，同時避免了傳統酸浸過程中需要雙氧水或硫脲等化學試劑作為稀土助溶劑的缺點。

技術領域

本發明涉及廢FCC催化劑中稀土回收利用方法，特別是涉及一種酸浸耦合光還原提取廢FCC催化劑中稀土的方法。

背景技術

流化催化裂化(FCC)催化劑因具有優異的活性、抗重金屬性、活性穩定性、渣油裂化性能、汽油選擇性能及成本低廉，被廣泛應用于現代石油煉制工業中。據數據統計，2018年我國石油表觀消費為6.25億噸，預計2020年我國煉油一次加工能力將超過9億噸。FCC催化劑在石油煉制催化過程中，會因為燒結、重金屬Ni、V、Fe等的污染、粉化和水熱作用等聯合作用下致使FCC催化劑失活。根據我國煉油行業的標準進行計算，每噸原油煉制會產生0.354kg廢FCC催化劑。因此，據此估算，我國每年產生的廢FCC催化劑超過10萬噸。稀土是我國重要的戰略資源，但由于長期不合理開采和貿易，導致我國稀土資源儲量急劇下降，并從20世紀70年代的74％下降到2013年的23％。廢FCC催化劑中含有4％-6％稀土氧化物(主要是La₂O₃和CeO₂)，開展廢FCC催化劑中稀土提取回收利用，不僅可以帶來巨大的經濟利益，同時也能節約原生稀土礦產資源的開采。

中國專利CN111690811A公開了一種從FCC廢催化劑中回收稀土鑭和鈰的方法，以硝酸或鹽酸為浸出試劑，在一定溫度和濃度下，提取廢FCC催化劑中稀土，并將獲得的稀土浸出液經NaOH溶液除鋁、硅，再經萃取、反萃取獲得純化稀土溶液。但該方法中，稀土提取率偏低，導致部分稀土資源浪費。

中國專利CN202010211919.0公開了一種利用鹽酸體系綜合回收廢FCC催化劑中稀土及其他有價金屬元素的方法，以鹽酸為浸出試劑，在鹽酸濃度為4～12mol/L、反應溫度70～80℃、攪拌時間6～24h、液固比為(1～5):1的條件下，提取廢FCC催化劑中稀土及其他有價金屬元素。但該方法中，稀土提取率偏低，導致部分稀土資源浪費。

因此，為高效提取廢FCC催化劑中稀土，同時避免使用化學試劑作為助溶劑、回收過程二次污染嚴重等問題，需要開發一種新型的廢FCC催化劑中稀土提取方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種酸浸耦合光還原提取廢FCC催化劑中稀土的方法。

實現本發明所敘述的一種酸浸耦合光還原提取廢FCC催化劑中稀土的方法，包括如下步驟：

(1)預處理：將廢FCC催化劑在600～900℃馬弗爐中煅燒2～5小時，然后將煅燒處理后的廢FCC催化劑球磨至100目以下，得到球磨廢料；

(2)光還原浸出稀土：將步驟(1)所獲的球磨廢料放入容器中，加入摩爾濃度為6～10mol/L的鹽酸或硝酸溶液，同時向溶液中插入波長為254nm或365nm的紫外燈，在加熱攪拌下進行光還原浸出反應，光還原浸出反應過程中球磨廢料與溶液的固液比為1:3～1:6公斤/升，反應溫度為60～80℃，攪拌速率為300～600轉/分鐘，光照強度為100～200瓦，光照反應時間為24小時～48小時，過濾獲得濾液1和濾渣；

(3)純化稀土：將步驟(2)所獲的濾液1中加入氯化銨進行除雜，氯化銨與濾液1的固液比為10～30克/升，攪拌并加入質量百分比濃度為25％的氨水，直到溶液pH值為9～10，過濾獲得稀土氫氧化物和濾液2；