[发明专利]一种以废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法

说明书

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种以FCC废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法。本发明通过FCC废催化剂先分别与硫酸、盐酸、氢氧化钠反应去除稀土金属、富集铝及制备水玻璃，再将稀释后的水玻璃与稀硫酸进行酸碱滴定中和反应，制成白炭黑半成品，最后经过陈化、洗涤、过滤、烘干、过筛后便可得到高吸油橡胶用的白炭黑产品。本发明方法对设备要求低、操作简单、成本低廉，并且得到的白炭黑产品具有高吸油值、在橡胶中抗拉伸性能好等特点，实现了对FCC废催化剂经济、高效的回收利用。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种以FCC废催化剂生产高吸油橡胶用白炭黑的方法。

背景技术

催化裂化（Fluid Catalytic Cracking FCC）是将石油中的重质油转化为柴油、汽油和烯烃类产品等高价值的重要工艺之一。目前，我国每年报废的FCC催化剂在15万吨以上，产量巨大，且随着世界原油品质的重质化和劣质化，以及在对清洁油品需求量不断增大和环保要求日趋严格的情况下，FCC周期短，置换率高。

FCC废催化剂里90%以上为二氧化硅和氧化铝，有较高的回收价值。目前国内外大多数采用地下掩埋的方式处理FCC废催化剂。但FCC废催化剂中含有大量的有害金属，大量的地下掩埋不仅会造成巨大的经济损失，还会造成土壤污染及水污染等问题，危害到人类及其他生物的健康，因此如何有效地实现FCC的资源化利用备受关注。

针对FCC废催化剂的再利用问题，国内部分采用脱金属再活化的方法进行二次利用。例如，中国专利CN108160109A中对FCC废催化剂采用先酸浸再碱浸的方法，脱除稀土、铁、钒、镍等金属，保留分子筛的结构，从而用于制备新的分子筛。中国专利CN106552680A先将FCC废催化剂与含卤素小分子物质接触进行脱金属反应，再用水洗涤得到稀土液体，再将FCC废催化剂与稀土液体进行活化便可得到脱金属再活化的FCC催化剂。此类方法虽然工艺简单，可有效去除重金属，但再生的分子筛催化活性较低，只能进行掺料使用，且最终还是会有废料产生，未从根本上解决FCC废催化剂资源化的问题。因此，需要寻找其他方法。

FCC废催化剂里含有大量铝元素和硅元素，因此可尝试将其制备成聚铝产品和白炭黑产品。其中白炭黑按生产方法可分为沉淀白炭黑和气相白炭黑。气相法白炭黑虽然附加价值更高，但其每年需求量小于10万吨，不能与FCC废催化剂的料相匹配。沉淀法白炭黑在橡胶工业中大量使用，每年在国内的需求超过200万吨，市场需求量大，若能以白炭黑形式进行资源化，便可解决FCC废催化剂处置问题。

中国专利CN103771422A先将废催化剂高温煅烧后再进行酸浸提取重金属，再加入一定浓度的硫酸溶液制备白炭黑样品后过滤，滤液中加入盐酸在一定温度下浸提后过滤，滤液加碱处理可得到聚合三氯化铝溶液；中国专利CN107934974A将废渣在400-500℃下焙烧1.5h后加入硫酸和络合剂搅拌后过滤，将滤渣与硫酸混合煮沸以后过滤洗涤干燥便可得到白炭黑产品。此类产品制备出的白炭黑大多为无色凝胶，吸油值较低，不能作为白炭黑在橡胶行业使用。因此，为了实现较高的经济效益，需要制备高吸油值，理化性能好的橡胶用白炭黑产品。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种以FCC废催化剂为原料生产高吸油橡胶用白炭黑的方法，通过FCC废催化剂先分别与硫酸、盐酸、氢氧化钠反应去除稀土金属、富集铝及制备水玻璃，再将稀释后的水玻璃与稀硫酸进行酸碱滴定中和反应，制成白炭黑半成品，最后经过陈化、洗涤、过滤、烘干、过筛后便可得到高吸油橡胶用的白炭黑产品。