[发明专利]一种基于微波富氧焙烧的废铝基加氢催化剂处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于微波富氧焙烧的废铝基加氢催化剂处理方法，属于环境保护和资源综合回收再利用领域。

背景技术

铝基催化剂是一种以γ-Al₂O₃为载体，钼、镍、钒、钴、钨等有价金属或其氧化物为活性组分的催化剂，广泛应用于石油化工行业原油的加氢脱硫精炼过程，以提高油品质量。但催化剂在使用一定周期后，因钒等金属沉积和二硫化碳中毒而失去活性不可再生。失活后的废催化剂含有约15-25%的硫、6-10%的碳以及大量有价金属，并且有价金属主要以硫化物的形式存在不利于回收。若不经处理直接填埋不仅造成资源的浪费而且还会因其中的重金属元素对环境造成严重污染。

目前，处理这类废催化剂的方法主要有两种：一是作为固废直接地下填埋；二是先经高温火法焙烧预处理，除油、脱硫脱碳得到金属氧化物，再用湿法回收有价金属。前者污染土壤和地下水源，同时还会造成钼、镍、钒、钴，和钨等稀贵金属资源的流失。后者虽未造成资源浪费，但是由于直接火法焙烧难以精确控制相关条件，不可避免的产生难处理的复合金属氧化物及有害气体。

专利CN102367520A公开了一种从废铝基催化剂中综合回收钒的方法。将废铝基催化剂与碳酸钠按一定比例混合，在800~1200℃的高温下焙烧30~60min。该方法温度过高，所生成的氧化钼已经升华，虽然是回收钒，但却造成了钼资源的浪费，而且钠盐会对设备造成腐蚀，缩短设备的使用寿命。

专利CN 102042388B公开了一种含镍、钼废催化剂回收金属的方法，在空气中，300~550℃条件下焙烧1~10小时，去除废催化剂中油质物及硫和碳，该方法焙烧时间过长，能耗大，并且污染空气。专利CN 105274344A提及一种从废石油催化剂中回收钒和钼的方法，将废催化剂在空气中点燃，空烧温度为500~650℃，以达到去除废催化剂中硫和碳的目的，但由于废催化剂表面附着有大量原油，空气中点燃很难控制焙烧温度，会导致焙砂中生成难处理复合金属氧化物（CoMoO₄、NiMoO₄、NiAl₂O₄等），而影响后续金属的浸取回收。

专利CN 105274343A公开了一种从石油加氢废催化剂中提取钨和镍的方法，将磨细至一定粒度的废催化剂至于马弗炉中，在600~800℃的条件下氧化焙烧3~5小时，该方法焙烧时间长，能耗大，产生有害气体污染空气。

以上从废催化剂中去硫和碳的方法存在以下几个缺点：a. 处理时间长，焙烧温度高，能耗高；b. 处理温度难以控制，易生成难处理复合金属氧化物；c. 对焙烧设备的耐腐蚀性要求高；d.未对废气进行处理，污染环境。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于微波富氧焙烧的废铝基加氢催化剂处理方法，该方法具有能耗低、工艺设备简单、处理时间短的特点，避免了难处理复合金属氧化物的生成，实现了焙烧尾气的无害化综合利用。

本发明的技术方案是：在富氧氛围下，对废铝基加氢催化剂进行微波焙烧，去除废催化剂中的硫和碳，实现对废催化剂中有价金属的氧化脱硫，得到易于浸出的金属氧化物，金属氧化物可进行湿法浸出回收金属，焙烧尾气无害化综合处理得到硫酸和碳酸钠溶液，硫酸和碳酸钠溶液均可作为金属氧化物的浸出剂。

一种基于微波富氧焙烧的废铝基加氢催化剂处理方法，具体步骤如下：

（1）将废铝基加氢催化剂进行脱油处理得到无油废铝基加氢催化剂；

（2）将步骤（1）所得无油废铝基加氢催化剂细磨至粒径不大于400目；

（3）在氧气氛围条件下，将步骤（2）所得产物进行微波焙烧得到焙砂和尾气Ⅰ；

（4）步骤（3）所得尾气Ⅰ经氧化性溶液处理得到稀硫酸Ⅰ和尾气Ⅱ；

（5）步骤（4）所得尾气Ⅱ经去离子水处理得到稀硫酸Ⅱ和尾气Ⅲ；

（6）步骤（5）所得尾气Ⅲ经饱和氢氧化钠溶液处理得到碳酸钠溶液和尾气Ⅳ，尾气Ⅳ直接排出；

（7）将步骤（4）所得稀硫酸Ⅰ和步骤（5）所得稀硫酸Ⅱ合并，蒸馏得到浓硫酸；将步骤（6）所得碳酸钠溶液蒸发结晶得到碳酸钠晶体；

（8）将步骤（7）所得碳酸钠晶体加入到去离子水中配制成浓度0.5~2.5mol/L的碳酸钠溶液Ⅱ，将步骤（7）所得浓硫酸配制成浓度1~3mol/L的稀硫酸溶液Ⅲ；

（9）将步骤（3）所得焙砂加入到步骤（8）所得碳酸钠溶液Ⅱ或稀硫酸溶液Ⅲ中，在温度为75~95℃、搅拌条件下，反应2~5h得到金属浸出液；