一种废fcc催化剂与cvd粉尘协同处理及资源化的方法
阅读说明：本技术 一种废fcc催化剂与cvd粉尘协同处理及资源化的方法 (Method for co-processing and recycling waste FCC catalyst and CVD dust ) 是由 李红玲 王亚萍 陈盛保 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废FCC催化剂与CVD粉尘协同处理及资源化的方法。本发明利用石油炼化行业产生的废FCC催化剂协同处置液晶面板行业产生的CVD粉尘,经过CVD粉尘制白炭黑—FCC催化剂碱溶制白炭黑制备工艺,实现废FCC催化剂及CVD粉尘的资源化利用。整个工艺过程中,运用以废治废的理念,使用废FCC催化剂协同处置CVD粉尘,将两种难以处理的废物充分资源化利用,制得白炭黑,实现了资源的再利用。(The invention discloses a method for co-processing and recycling waste FCC catalyst and CVD dust. The invention utilizes the waste FCC catalyst generated in the petroleum refining industry to cooperatively treat CVD dust generated in the liquid crystal panel industry, and realizes the resource utilization of the waste FCC catalyst and the CVD dust through the preparation process of white carbon black prepared by CVD dust-white carbon black prepared by FCC catalyst alkali dissolution. In the whole process, the concept of treating wastes with processes of wastes against one another is applied, the CVD dust is treated by using the waste FCC catalyst, the two wastes which are difficult to treat are fully recycled, the white carbon black is prepared, and the recycling of resources is realized.)
技术领域
本发明属于危险废物无害化处理和资源化利用技术领域，尤其涉及一种废FCC催化剂与CVD粉尘协同处理及资源化的方法。
背景技术
催化裂化(FCC)催化剂是当今炼油工业中用量最大的催化剂品种,目前我国每年消耗FCC催化剂20万吨左右,在使用过程中由于失活和颗粒破损产生的废催化剂每年约为15万吨，2016年废FCC催化剂被列入了新发布的《国家危险废物名录》，焚烧会导致废FCC催化剂中的有价资源被浪费，经济效益低，废FCC催化剂的处理成为石油炼化行业的一大难题。CVD(化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition)粉尘由液晶面板行业的CVD工艺过程产生，近年来，随着液晶面板行业的产能扩大，CVD粉尘的产量也急剧增加，且CVD粉尘也被列入了新发布的《国家危险废物名录》，焚烧会造成极大的资源浪费，CVD粉尘的处理也是液晶面板行业的一大难题。
目前，工业上针对废FCC催化剂的主要处理方法为固化法和再生法，但固化法经济效益较低，再生法工艺流程较复杂，反应条件苛刻，对设备要求较高。CVD粉尘目前的处理方法为焚烧，造成了极大的资源浪费。现有技术中，如公开号为CN110357464A的一种废FCC催化剂资源化利用的方法，将废FCC催化剂与活性原料及固体碱激发剂混合，得到一种废FCC催化剂资源化利用的方法，可用于建筑材料及耐火材料制备，但这种方法产生的经济效益较低。又如公开号为CN110102310A的基于废FCC催化剂制备焦油轻质化催化剂的方法，包括：废FCC催化剂与硝酸和氢氟酸的混酸高温消解、以碳材料浸渍消解溶液、在CO2和/或H2O与惰性气体的混合气氛下高温焙烧，得到焦油轻质化催化剂，但这种方法工艺较为复杂，且反应条件较苛刻。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提出一种废FCC催化剂及CVD粉尘协同处理及资源化的方法，采用CVD粉尘制白炭黑—废FCC催化剂碱溶制白炭黑的工艺，使用废FCC催化剂协同处置CVD粉尘并资源化。主要解决目前存在的以下几个问题：(1)固化法处理废FCC催化剂经济效益低；(2)再生法处理废FCC催化剂工艺复杂、反应条件苛刻、对设备要求条件高、投资大；(3)焚烧法处理CVD粉尘造成资源的极大浪费。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种废FCC催化剂与CVD粉尘协同处理及资源化的方法，主要针对石油炼化行业产生的废FCC催化剂及液晶面板行业产生的CVD粉尘，采用CVD粉尘制白炭黑－废FCC催化剂碱溶制白炭黑。
所述方法包括：
向待处理的CVD粉尘中加入1号碱液第一晶种，形成第一混合溶液；将所述第一混合溶液进行沉降处理，以形成第一下层固液混合物及第一上层沉降溶液；对所述第一下层固液混合物进行压滤或离心处理，得到第一固相和第一液相；将所述第一液相与所述第一上层沉降溶液混合，得到第一反应液；
向待处理的废FCC催化剂中加入2号碱液，形成第二混合溶液；将所述第二混合溶液进行沉降处理，以形成第二下层固液混合物及第二上层沉降溶液；对所述第二下层固液混合物进行压滤或离心处理，得到第二固相和第三液相；将所述第二液相与第二上层沉降溶液混合，以得到第二反应液；
向所述第二反应液中加入第二晶种，并加入所述第一反应液，得到第三上层沉降液和第三下层固液混合物，对所述第三下层固液混合物进行离心或过滤处理，得到第三固相和第三液相，对所述第三固相进行烘干处理得到白炭黑。
在一实施例中，所述方法还包括：
将所述第三液相与所述第三上层沉降液混合得到第三反应液；
对所述第三混合溶液进行沉降处理，以形成第三下层固液混合物及第三上层沉降溶液；
对所述第三下层固液混合物进行压滤或离心处理，得到第四固相和第四液相；
对所述第四固相进行烘干处理，得到冰晶石。
在一实施例中，所述向所述第二反应液中加入第二晶种，并加入所述第一反应液，得到第三上层沉降液和第三下层固液混合物的步骤，包括：
向所述第二反应液中加入第二晶种，并加入所述第一反应液，调节pH值6～13直至不再生成新沉淀，并对混合后的溶液进行沉淀，得到第三固相和第三液相。
在一实施例中，所述方法还包括：
对所述第一固相或第二固相进行烘干处理，得到白炭黑产品。
在一实施例中，所述第一混合溶液的PH值为2～7；所述第二混合溶液的PH值为9～14。
在一实施例中，所述CVD粉尘包括：氟硅酸铵，且所述氟硅酸铵的含量>80wt％。
在一实施例中，所述废FCC催化剂包括：铝、硅、镍、钒等元素的氧化物。
在一实施例中，所述1号碱液为路易斯碱液，主要成份为NH3·H2O、NaOH、KOH中至少之一；所述2号碱液为路易斯碱液，主要成份为NaOH、KOH中至少之一。
在一实施例中，所述方法还包括：
将所述第四液相与第四上层沉降溶液混合，得到1号碱液。
在一实施例中，所述第一晶种与所述第二晶种各自分别地选自硅单质、二氧化硅或硅酸盐一种或多种。
本发明利用废FCC催化剂与CVD粉尘协同处理并及资源化，采用CVD粉尘制白炭黑—废FCC催化剂碱溶制白炭黑协同处理，具有运行稳定、管理方便、操作简便、投资较低、经济效益高等特点，在生产运用中可以再利用废FCC催化剂及CVD粉尘，得到白炭黑，解决了石油炼化行业废FCC催化剂处理及液晶面板行业CVD粉尘处理这两大难题，达到废物资源化的目的，具备非常可观的环境效益和社会效益。且针对废FCC催化剂处理的经济效益低或工艺复杂、反应条件苛刻，CVD粉尘焚烧造成资源浪费的缺点，采用本方法实现了废FCC催化剂与CVD粉尘的无害化处理和资源化利用，既达到废物资源化的目的，又避免了环境污染。
附图说明
图1是本发明工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施例1
本发明提供的一种废FCC催化剂与CVD粉尘协同处置及资源化的方法，如图1所示，包括以下步骤：
S001:向待处理的CVD粉尘中加入氨水及第一晶种，进行CVD粉尘制白炭黑，控制溶液pH值为在2～7之间，例如控制PH值为5，以形成第一混合溶液；
S002:将所述第一混合溶液进行沉降处理，以形成第一下层固液混合物及第一上层沉降溶液；
所述CVD粉尘包括：氟硅酸铵，所述氟硅酸铵>80wt％；
S003:向待处理的废FCC催化剂中加入10mol/L NaOH溶液对废FCC催化剂进行碱溶，碱溶后控制溶液pH值9～14，例如可以控制PH为14，以形成第二混合溶液；
S004:将所述第二混合溶液进行沉降处理，以形成第二下层固液混合物及第二上层沉降溶液；
所述废FCC催化剂包括：铝、硅、镍、钒等元素的氧化物；
在所述CVD粉尘前处理过程，分别形成第一下层固液混合物及第一上层沉降溶液的步骤之后，包括：
S005:对所述第一下层固液混合物进行压滤或离心处理，以分别得到第一固相和第一液相；
S006:对所述第一固相进行烘干，以得到白炭黑产品；
S007:将所述第一液相与第一上层沉降溶液混合，以得到第一反应液。
在废FCC催化剂碱溶制白炭黑工艺中，分别形成第二下层固液混合物及第二上层沉降溶液的步骤，包括：
S008:对所述第二下层固液混合物进行压滤或离心处理，以分别得到第二固相和第二液相；
S009:将所述第二固相焚烧冶炼进行再利用；
S010:将所述第二滤液与第二上层沉降溶液混合，以得到第二反应液。
将第一反应液分出部分加入第二反应液中，调节混合液的pH值6～13直至沉淀不再生成，经过沉降后得到第三上层沉降液和第三下层固液混合物，第三下层固液混合物经过离心或压滤得到第三固相和第三液相，固相经过烘干得到白炭黑，第三液相与第三上层沉降液混合后得到第三反应液。
分别形成第一反应液和第三反应液，进一步包括：
S011:将所述第一反应液与所述第三反应液混合，加热使其充分反应，以形成第三混合液；
S012:对所述第三混合溶液进行沉降处理，以形成第四下层固液混合物及第四上层沉降溶液。
S013:对所述第四下层固液混合物进行压滤或离心处理，以分别得到第四固相和第四液相；
S014:对所述第四固相进行烘干，以得到冰晶石产品；
S015:将所述滤液(第四液相)与第四上层沉降溶液混合，以得到氨水，回用于CVD粉尘前处理反应。
其中，所述1号碱液为路易斯碱液，主要成份为NH3·H2O、NaOH、KOH中至少之一；所述2号碱液为路易斯碱液，主要成份为NaOH、KOH中至少之一。所述第一晶种与所述第二晶种各自分别地选自硅单质、二氧化硅或硅酸盐一种或多种。
其中，如果1号碱液用氨水，2号碱液用NaOH溶液，最后的产品有冰晶石；如果1号碱用氨水，2号碱用KOH，最后的产品有六氟铝酸钾；如果1号碱液用NaOH溶液，2号碱液用NaOH溶液，最后的产品有冰晶石；如果1号碱液用KOH溶液，2号碱液用KOH溶液，最后的产品有六氟铝酸钾。
具体实施例2
取某石油炼化行业废FCC催化剂0.71t，经过分析原料中铝含量为24.35wt％，硅含量为16.24wt％，镍含量为0.94wt％；CVD粉尘0.89t，经过分析中NH4SiF6含量为90wt％。首先，向CVD粉尘中加入适量氨水溶液，充分反应，至无沉淀生成，将反应液沉降处理，以得到第一上层沉降液和第一下层固液混合物，对第一下层固液混合物进行压滤处理，以得到滤渣(第一固相)和滤液(第一液相)，对滤渣(第一固相)进行烘干，以得到白炭黑产品。将第一上层沉降液与滤液(第一液相)混合，以得到第一反应液。向FCC催化剂中加入适量NaOH溶液，形成第二混合溶液，将第二混合溶液沉降处理，以得到第二上层沉降液及第二下层固液混合物，将第二下层固液混合物进行压滤处理，以得到滤渣(第二固相)和滤液(第二液相)，将滤渣(第二固相)焚烧冶炼进行再利用，将第二上层沉降液与滤液(第二液相)混合，得到第二反应液；分出部分第一反应液与第二反应液混合，控制溶液的pH值为7，将硅酸沉淀下来，得到第四混合液，将第四混合液静置沉降得到第三上层沉降液和第三下层固液混合物，将第三下层固液混合物过滤得到第三固相和第四液相，第三固相经过烘干得到白炭黑，第三液相与第三上层沉降液混合得到第三反应液，将所述第一反应液与第三反应液混合，加热充分反应，将滤液进行沉降处理，以得到第四上层沉降液及第四下层固液混合物，对第四下层固液混合物进行压滤处理，以得到滤渣(第四固相)和滤液(第四液相)，将滤渣(第四固相)烘干，以得到冰晶石产品，将第四上层沉降液与滤液(第四液相)混合，以含氨水的溶液，回用于CVD粉尘制白炭黑工序。
本工艺不仅实现了废FCC催化剂及CVD粉尘的无害化处理及资源化处理，得到白炭黑及冰晶石产品，且反应过程中无二次废物产生，既保护了环境，又创造了可观的经济效益，体现了资源循环性经济发展的理念。
本工艺的核心创新在于利用石油炼化行业产生的危险废物废FCC催化剂，协同处理液晶面板行业产生的危险废物CVD粉尘并资源化，得到白炭黑和冰晶石产品，且反应中不产生二次废物，体现了以废治废的环保理念，并实现了资源的再利用，具有运行稳定、管理方便、操作简便、投资较低、经济效益高等特点。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
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