[发明专利]一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法

说明书

本发明提供一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，包括以下步骤：取FCC废催化剂若干，加入硫酸溶液，过滤分离为第一滤液和第一滤渣；在第一滤液中加入硫酸盐固体，过滤分离得到硫酸稀土复盐固体；第一滤渣加入盐酸溶液，过滤分离后为第二滤液和第二滤渣；在第二滤液中加入硫化物固体，过滤分离后得到第三滤液和第三滤渣；第三滤液加入含钙化合物，过滤除去固体渣后的到聚合氯化铝产品；第二滤渣加入氢氧化钠溶液，过滤除去剩余的固体杂质后得到水玻璃产品。本发明可以有效提高FCC废催化剂中含量较高的元素铝和硅的利用率，并回收富集FCC废催化剂中的稀土和贵金属元素镧、铈、钒、镍，减少二次固体废物的产生。

技术领域

本发明属于固体废物综合利用领域，具体涉及到一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法。

背景技术

FCC催化剂是炼油生产过程中的重要组成部分，大部分炼油厂用催化裂化工艺炼制原油时使用。该催化剂的载体主要为分子筛（主要成分为二氧化硅和三氧化二铝），起催化作用的活性物质为镧、铈等稀土元素。该催化剂使用一段时间后，由于磨损和油品中带的金属污染（主要有镍、铁、钒）导致活性下降，这时需要从系统中卸出，这部分就是FCC废催化剂。目前大部分FCC废催化剂主要采用去除有毒有害金属后填埋的方式来处理。

目前公开的专利和文献中有如下方法：中国专利CN 110668454A报道了一种聚硅铝的制作方法，该方法利用液碱与FCC催化剂一步反应后加酸调节PH值得到聚硅铝。但是该方法中加入的液碱会与硅、铝按照比例形成硅铝酸钠沉淀，导致FCC废催化剂中硅、铝以及其他重金属利用率不完全；中国专利CN 108264113 A报道利用FCC废催化剂经盐酸酸溶、NaOH调碱除杂、加酸后投加铝酸钙粉制备PAFC，该法需要耗费大量的液碱中和，且该过程导致铝的部分损失；此外，该法未对FCC废催化剂中的硅及其它高价值金属加以利用，资源化程度不高；中国专利CN 201810253731提出利用FCC废催化剂制备硫酸铝铵的工艺，不过该法得到的产品中金属含量达0.2%，无法满足标准《GB 25592-2010 食品添加剂 硫酸铝铵》的要求；中国专利CN 108059179A报道了一种从FCC废催化剂酸法回收制备PAC的方法。但该方法未对酸浸液中的贵金属进行有效的回收利用，也未见对硅渣的处理。

现有技术中，也有其他物理方法处理FCC废催化剂的报道，例如磁分离再升法、催化剂分离法等。以上方法都存在对FCC废催化剂中元素利用率低，硅元素未有效利用的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，本发明可以有效提高FCC废催化剂中含量较高的元素铝和硅的利用率，并回收富集FCC废催化剂中的稀土和贵金属元素镧、铈、钒、镍，减少二次固体废物的产生。

本发明的技术方案为：

一种利用FCC废催化剂制备聚合氯化铝和水玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 取FCC废催化剂若干，按照固液比1：（1.5-4）加入5%-10%的硫酸溶液，常温搅拌一段时间后过滤分离为第一滤液和第一滤渣；该步骤中，常温加入硫酸溶液，可有效浸出稀土元素和钒，并尽量少浸出铝；

S2. 在第一滤液中按照固液比1:（10-100）加入硫酸盐固体，反应一段时间后过滤分离得到含量为90%以上的硫酸稀土复盐固体；该步骤中，加入硫酸盐能与稀土硫酸盐形成复盐，该复盐溶解度低，会沉淀下来，其他物质未达到过饱和会留着溶液中，具体反应式如下：RE₂(SO₄)₃+M₂SO₄=2MRE(SO₄)₂↓。