一種含稀土催化劑污泥資源化回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，以石油催化裂化催化的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的稀土催化劑污泥為原料，其特征是：采用如下步驟回收污泥中稀土、鋁、鐵元素：（1）將污泥加入到無機(jī)酸溶液中，保溫?cái)嚢韫桃悍蛛x，得到酸浸液和廢渣；（2）在酸浸液中加入沉淀劑，待沉淀完全，固液分離，得到稀土產(chǎn)品與沉淀濾液；（3）將沉淀濾液用NaOH堿液調(diào)節(jié)堿度在0.1mol/升～0.5mol/升之間并攪拌形成沉淀，固液分離，得到沉鐵濾液和濾餅；（4）將沉鐵濾液再調(diào)pH值到9-11之間，通入CO2氣體，得到氧化鋁沉淀。其優(yōu)點(diǎn)是：稀土的回收率達(dá)到95%，鐵、鋁的回收率均達(dá)到80%以上，在實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的同時(shí)降低了催化劑廠堆放處理污泥的成本。
【專利說明】一種含稀土催化劑污泥資源化回收工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于含稀土廢物回收利用處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種含稀土催化劑污泥資源化回收工藝。
技術(shù)背景
[0002]稀土以其在光、電、磁、催化等領(lǐng)域特殊的性能，成為了國家的儲(chǔ)備資源。隨著近年我國增強(qiáng)了稀土的應(yīng)用開發(fā)，稀土在各種領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，稀土用量大增，稀土價(jià)格上漲，但是我國曾經(jīng)以占世界稀土儲(chǔ)量的50%供應(yīng)了世界上90%的應(yīng)用，我國稀土出口量極大，導(dǎo)致稀土礦的資源逐漸枯竭，因此近年稀土廢物的資源再生利用逐漸受到了重視。
[0003]石油催化裂化催化劑的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量含稀土的廢水，為使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，這類廢水采用凈水劑凈化處理，使得廢水中的離子大部分均以沉淀的形式沉積下來，形成含稀土、硅、鋁、鐵的混合污泥，若長期堆放對(duì)環(huán)境造成污染，而且其中含有稀土、鋁、鐵，如果能有效回收其中的有價(jià)成分，也避免了資源的浪費(fèi)。
[0004]污泥的主要成分是硅與鋁，稀土含量較低，如果采用復(fù)雜的方法處理，必然增加污泥處理成本，得不償失，必須最大限度的節(jié)約成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用最常用的試劑、簡易的設(shè)備，在節(jié)約成本的同時(shí)能夠有效回收含稀土催化劑污泥中稀土、鋁、鐵的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝。
[0006]本發(fā)明以石油催化裂化催化的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的稀土催化劑污泥為原料，采用如下步驟回收污泥中稀土、鋁、鐵元素:
(I)無機(jī)酸浸出:配制2N-5N的無機(jī)酸溶液，攪拌，加熱到20-100°C，然后將污泥以固液t匕(重量與體積之比)1:6?1: 12的比例加入到酸溶液中，保溫?cái)嚢?.5-3h，污泥中的化合物以離子的形式溶解在酸中，其中，稀土的溶解率可達(dá)95%以上，鋁的溶解率在80%以上，F(xiàn)e的溶解率可達(dá)90%以上，硅有極少量溶解，溶解率為0.4%，因此，硅的影響可忽略不計(jì)。然后固液分離，得到酸浸液和廢渣，酸浸液待用，廢渣放入烘箱中干燥、排放，干燥的廢渣經(jīng)稱量，約是原污泥質(zhì)量的40%，經(jīng)過酸浸后，需要存放的廢渣量大為降低；(2)沉淀稀土:在上述的酸浸液中加入沉淀劑，控制溫度在40-100°C之間，待沉淀完全，再攪拌0.5-1.5h，靜置，固液分離，得到高純的稀土產(chǎn)品與沉淀濾液；(3)沉淀鐵:氫氧化鐵的Ksp值較低，堿度大于0.1mol/升時(shí)，氫氧化鐵就形成沉淀，所以將上述沉淀濾液用NaOH堿液調(diào)節(jié)堿度在
0.1mol/升?0.5 mol/升之間并攪拌形成沉淀，然后固液分離，得到沉鐵濾液和濾餅，濾餅干燥，得到氫氧化鐵粉體；(4)沉淀鋁:鋁是兩性氧化物，在沉淀鐵時(shí)鋁離子不形成沉淀，因此，可通過酸堿度的調(diào)節(jié)，達(dá)到鐵鋁分步沉淀的目的。將上述沉鐵濾液再調(diào)PH值到9-11之間，通入CO2氣體，得到氧化鋁沉淀，固液分離，濾餅干燥得到氧化鋁粉體。
[0007]上述步驟I中所述的無機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸或其混合物；
上述步驟2中所述的沉淀劑為草酸或草酸銨； 所述沉淀劑的加入量為:污泥質(zhì)量:沉淀劑質(zhì)量=1:0.04-0.06 ；
所述步驟3中沉淀鐵的沉淀時(shí)間為0.5-3h ；
所述步驟4中沉淀鋁的沉淀時(shí)間為0.5-3h ；
所述工藝中的所有攪拌速度均在200-500r/min之間。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:采用本發(fā)明的工藝處理石油催化裂化催化劑的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的稀土催化劑污泥，得到的草酸稀土品位達(dá)到99%，稀土的回收率達(dá)到95%，鐵、鋁的回收率均達(dá)到80%以上，污泥中剩余部分主要是含硅的化合物，這時(shí)需要處理的污泥的質(zhì)量是未處理污泥質(zhì)量的40%左右，在實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的同時(shí)降低了催化劑廠堆放處理污泥的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明實(shí)施例1
配置2N的HCL180ml，在攪拌速度為250r/min，溫度為80°C的條件下，將1g污泥加入到鹽酸溶液中，反應(yīng)時(shí)間為0.5h，保溫2h，使得稀土及鐵鋁能完全進(jìn)入到溶液中，乘熱過濾。將濾液放置待用，濾餅干燥，稱量，濾餅質(zhì)量為3.2g,是原污泥質(zhì)量的32%。
[0011]將酸浸液攪拌加熱，在攪拌速度為200r/min，加熱溫度為40°C的條件下，將0.5g草酸加入到濾液中，靜置，過濾使得固液分離，濾液待用，濾餅干燥，得到草酸稀土。
[0012]將沉淀稀土濾液放置在燒杯中，然后用NaOH溶液調(diào)節(jié)堿度到0.15mol/L,直到形成沉淀，固液分離，濾液待用，濾餅干燥，得到氫氧化鐵粉體。
[0013]用鹽酸調(diào)節(jié)沉鐵濾液的pH值到9，然后通入CO2氣體，有大量白色沉淀生成，直到不再有沉淀生成，靜置，然后固液分離，將濾餅干燥，得到Al2O3沉淀。
[0014]實(shí)施例2
配置5N的鹽酸，在攪拌速度為300，固液比為1:12，溫度為60°C的條件下，將20g污泥加入到配好的酸中，反應(yīng)時(shí)間為0.5h，保溫2h，固液分離，將酸浸液放置待用，濾餅干燥放置，稱量，濾餅的質(zhì)量是原污泥質(zhì)量的42%。
[0015]將酸浸液攪拌加熱，在攪拌速度為220r/min，加熱溫度為40°C的條件下，將Ig草酸加入到濾液中，靜置，過濾使得固液分離，濾液待用，濾餅干燥，得到草酸稀土。
[0016]將沉淀稀土濾液放置在燒杯中,然后用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)堿度到0.20mol/L,直到形成沉淀，固液分離，濾液待用，濾餅干燥，得到氫氧化鐵粉體。
[0017]用鹽酸調(diào)節(jié)沉鐵濾液的pH值為9，然后通入CO2氣體，有大量白色沉淀生成，直到不再有沉淀生成，靜置，然后固液分離，將濾餅干燥得到Al2O3沉淀。
[0018]實(shí)施例3配置3N的硫酸，在攪拌速度為300，固液比為1:9，溫度為60°C的條件下，將20g污泥加入到配好的酸中，反應(yīng)時(shí)間為0.5h，保溫2h，固液分離，將酸浸液放置待用，濾餅干燥放置，稱量，濾餅的質(zhì)量是原污泥質(zhì)量的40%。
[0019]將酸浸液攪拌加熱，在攪拌速度為200r/min，加熱溫度為40°C的條件下，將1.2g的草酸銨加入到濾液中，待稀土沉淀完全，靜置，過濾使得固液分離，濾液待用，濾餅干燥，得到草酸稀土。
[0020]將沉淀稀土濾液放置在燒杯中，然后用NaOH溶液調(diào)節(jié)堿度到0.2mol/L,固液分離，濾液待用，濾餅干燥，得到氫氧化鐵粉體。
[0021 ] 用鹽酸調(diào)節(jié)沉鐵濾液的pH值到10，然后通入CO2氣體，有大量白色沉淀生成，直到不再有沉淀生成，靜置，然后固液分離，將濾餅干燥得到Al2O3沉淀。
【權(quán)利要求】
1.一種含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，以石油催化裂化催化的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的稀土催化劑污泥為原料，其特征是:采用如下步驟回收污泥中稀土、鋁、鐵元素: (1)無機(jī)酸浸出:配制2N-5N的無機(jī)酸溶液，攪拌，加熱到20-100°C，然后將污泥以固液比1:6?1: 12的比例加入到酸溶液中，保溫?cái)嚢?.5-3h，然后固液分離，得到酸浸液和廢渣，酸浸液待用，廢渣排放； (2)沉淀稀土:在上述的酸浸液中加入沉淀劑，控制溫度在40-100°C之間，待沉淀完全，再攪拌0.5-1.5h，靜置，固液分離，稀土產(chǎn)品與沉淀濾液； (3)沉淀鐵:將上述沉淀濾液用NaOH堿液調(diào)節(jié)堿度在0.1mol/升?0.5 mol/升之間并攪拌形成沉淀，然后固液分離，得到沉鐵濾液和濾餅，濾餅干燥，得到氫氧化鐵粉體； (4)沉淀鋁:將上述沉鐵濾液再調(diào)pH值到9-11之間，通入CO2氣體，得到氧化鋁沉淀，固液分離，濾餅干燥得到氧化鋁粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，其特征是:上述步驟I中所述的無機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸或其混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，其特征是:上述步驟2中所述的沉淀劑為草酸或草酸銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，其特征是:所述沉淀劑的加入量為:污泥質(zhì)量:沉淀劑質(zhì)量=1:0.04-0.06。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，其特征是:所述步驟3中沉淀鐵的沉淀時(shí)間為0.5-3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，其特征是:所述步驟4中沉淀鋁的沉淀時(shí)間為0.5-3h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含稀土催化劑污泥資源化回收工藝，其特征是:所述工藝中所有攪拌速度均在200-500r/min之間。
【文檔編號(hào)】C21B15/00GK104263947SQ201410538623
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】張旭霞, 許延輝, 趙文怡, 王英杰, 田皓, 周建鵬, 馬升峰 申請(qǐng)人:瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司