[发明专利]一种从废催化剂中分离提取钒镍的方法

说明书

本发明公开了一种从废催化剂中分离提取钒镍的方法，将向含钒、镍的废催化剂与碳质还原剂、氯化钙、钒镍捕收剂和水混合造球，制得球团，随后进行一段焙烧和二段焙烧，焙烧后磁选分离获得富镍钒海绵铁合金；随后将富镍钒海绵铁合金经二段焙烧、水浸处理，分离得到钒浸出液和镍渣；将镍渣和硫酸混合，进行二段烧结、水浸得到镍浸出液和浸出渣；浸出渣循环套用。本发明具有工艺简单，成本低，镍钒提取率高，铁元素循环利用，适用于工业化应用等优点。

技术领域

本发明属于固废资源有价金属分离提取领域，具体涉及一种从废催化剂中分离提取钒镍的方法。

背景技术

流化催化裂化(FCC)是现代炼制石油生产工艺的重要组成部分，通常采用FCC催化剂来促进反应的进行。根据组成和结构，FCC催化剂可以分为稀土Y型、稀土氢Y型和超稳Y型。在石油精炼过程，随着处理时间的延长，FCC催化剂的物理化学性质会发生变化，进而导致催化剂失活，形成废催化剂。稀土Y型和稀土氢Y型因为含有含量高提取价值大的稀土元素已有多种利用技术进行综合回收处理。而超稳Y型废催化剂其主要组成为40-55％SiO₂、40-55％Al₂O₃、0.1-0.6％Fe，0.2-5％Ni，0.1-1.5％V，其中有价元素含量相对偏低，但是因为镍和钒的存在，该类废催化剂属于危险固体废弃物，如果不进行综合回收利用不但会造成环境污染还会导致资源浪费特别是镍钒资源的浪费。专利CN106480318A公开了一种从废FCC催化剂中还原熔炼回收镍、钒的方法，该方法利用熔池高温还原熔炼机制获得有价元素的熔体。该方法虽然镍的回收率较好，但处理温度高达1500-1700℃，能耗高，成本高，且钒的回收率仅能达到80-84％，钒的回收率偏低。专利CN106498165A公开了一种从废催化剂中熔融氯化挥发回收镍、钒的方法，具体过程为：向废催化剂中添加氯化剂、还原剂和造渣剂，然后在1250-1700℃下熔融氯化30-300min，从而得到含有镍、钒氯化物的烟气；该方法也属于熔池熔炼、熔炼温度高，镍的回收率大于92％，但钒的回收率只有72-78.3％。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种从废催化剂中分离提取钒镍的方法，具有工艺过程温度低、成本低、产品质量好、回收率高等优点。

一种从废催化剂中分离提取钒镍的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：向含钒、镍的废催化剂与碳质还原剂、氯化钙、钒镍捕收剂和水混合造球，制得球团，随后进行一段焙烧和二段焙烧，焙烧后磁选分离获得富镍钒海绵铁合金；其中，一段焙烧的温度为950-1050℃；二段焙烧的温度为1200-1250℃；所述的钒镍捕收剂包含铁和铁的氧化物；

步骤(2)：将富镍钒海绵铁合金在400-500℃下氧化焙烧，然后向冷却的氧化焙烧物料中加入钠源球磨混合后再在550-700℃下焙烧，焙烧后物料经水浸处理，固液分离获得含钒浸出液和含镍浸出渣；

步骤(3)：将含镍浸出渣与硫酸混合并在150-200℃下焙烧，然后再在650-700℃下焙烧，焙烧物料经水浸处理，固液分离获得含镍浸出液和浸出渣。

本发明技术方案，通过所述的物质成分、多阶段分段焙烧工艺以及焙烧条件的联合控制，能够有效改善废催化剂中镍、钒的分离选择性，能够有效改善分离得到的镍和钒的纯度和收率，不仅如此，处理过程的条件温度低，利于工业应用。

本发明中，创新地将废催化剂与碳质还原剂、氯化钙、钒镍捕收剂和水形成球团，并创新地利用所述的二段烧结工艺、结合二段烧结的温度精准控制，能够显著改善钒和镍的回收率。

本发明二段烧结过程的反应机制为：

CaCl₂+H₂O+SiO₂＝CaSiO₃+2HCl