[发明专利]一种无害化处置FCC废催化剂制备地质聚合物的方法

说明书

本发明公开了一种无害化处置FCC废催化剂制备地质聚合物的方法，涉及地质聚合物的制备技术领域。该方法首先以FCC废催化剂为原料，经研磨控制废催化剂粒径大小；然后向研磨后的FCC废催化剂中加入一定模数的水玻璃激发剂，以调控其反应活性；最后，依次经过搅拌、成型、震实、脱模、养护得到地质聚合物。本发明利用FCC废催化剂作为铝、硅原料，通过调整添加碱激发剂‑水玻璃的模数，制备地质聚合物，这样不但可以处理掉污染环境的FCC废催化剂、固化FCC废催化剂中的重金属，同时得到满足国家建筑材料标准、具有较高经济价值的建筑材料。

技术领域

本发明涉及地质聚合物的制备技术领域，具体涉及一种无害化处置FCC废催化剂制备地质聚合物的方法。

背景技术

催化裂化装置中由于催化剂受石油中重金属污染而使催化剂活性降低，反应选择性变差，只靠自然跑损和补充相应新剂无法维持催化剂的活性和选择性水平。需要定期卸出一部分平衡剂、补充新剂以保证装置内催化剂的活性和选择性水平，卸出的平衡剂称为催化裂化废催化剂(以下简称FCC废催化剂)。FCC废催化剂活性低，并含有一定量的重金属，特别是废催化剂中的Ni、V、Sb等重金属超过了危险废物毒性物质含量阈值，污染性强，2016年颁布的《国家危险废物名录》将FCC废催化剂列为危险废物，废物类别HW50，废物代码251-017-50。目前，国内外许多研究机构利用FCC废催化剂作为原材料进行稀土、重金属以及分子筛等有价值物质的提取回收，不仅减少了环境污染，而且降低了产品成本。

专利CN201510194951.1提出了一种FCC废催化剂循环利用的方法，其是以FCC废催化剂、焙烧高岭土微球为原料，在补充硅源、不添加铝源的情况下，通过原位晶化制备新鲜催化裂化催化剂，从而使FCC废催化剂得到循环利用，该制备方法简单，能耗低。但FCC废催化剂受Ni、V、Sb等重金属污染，导致该方法制备的新鲜催化裂化催化剂杂质较多，难以达到工业应用的要求。专利CN201610489957.6提出了一种从FCC废催化剂中回收稀土的方法，该方法是将含有稀土的FCC废催化剂置于100-150℃下的20％-65％的硫酸溶液中酸溶，然后往酸溶后溶液中加入氨水得到稀土富集液，然后采用蒸发的方法将富集液中水分蒸发，得到硫酸稀土复盐产品。然而，FCC废催化剂上稀土元素含量较低，回收过程中消耗大量酸、碱溶液，存在成本高以及二次污染的问题。

上述现有技术的目的是从FCC废催化剂中回收利用有价值成分。如果转变思维，将FCC废催化剂中的重金属进行固化无害化处置，只要重金属不再浸出，不再危害环境就可以了，这就解决了危险废物危害环境的基本问题。

近段时间，以偏高岭土、粉煤灰、炉渣等铝、硅酸盐为主要原料的新型固化/稳定化技术—地质聚合物(GP)材料在重金属固化领域崭露头角，并以强度高、耐腐蚀性好、抗渗性强的优势得到广泛关注，用GP来降低重金属的浸出率是一种较适宜且关注度较高的处理手段。

FCC废催化剂的主要成分是SiO₂、Al₂O₃等硅、铝氧化物和少量金属氧化物，与偏高岭土、粉煤灰、炉渣成分相近，并且经过700℃的焙烧，具有较高反应活性。FCC废催化剂中存在Ni、V、Sb等重金属，是一种危险废弃物。如果以FCC废催化剂为原料制备GP，不仅可以固定重金属，解决危险废物危害环境问题，还可以得到一种高强度、耐腐蚀的建筑材料，获得经济效益，变废为宝。以FCC废催化剂为原料制备GP在国外已有相关报道，如有研究以FCC废催化剂为原料制备GP，考察了废催化剂粒径、激发剂类型及养护温度对GP抗压强度的影响。但对FCC废催化剂中重金属固化效果的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无害化处置FCC废催化剂制备地质聚合物的方法，该方法利用FCC废催化剂作为铝、硅原料，通过调整添加碱激发剂-水玻璃的模数，制备地质聚合物，这样不但可以处理掉污染环境的FCC废催化剂、固化FCC废催化剂中的重金属，同时得到满足国家建筑材料标准、具有较高经济价值的建筑材料。