[发明专利]一种FCC废催化剂-粉煤灰陶粒及其生产方法

说明书

本发明公开了一种FCC废催化剂用于生产陶粒的方法。本方法采用的主要原料为FCC废催化剂、粉煤灰和石化碱渣中和液。FCC废催化剂经过液碱处理后与粉煤灰混合均匀，最终按比例添加相应量的石化碱渣中和液，再经过成球、烘干和煅烧工艺获得陶粒。本发明利用热电厂、石油化工企业废弃物生产陶粒。不仅解决了相关企业废弃物处理问题，同时可获得质量可靠的高强陶粒。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种利用FCC废催化剂生产粉煤灰陶粒的技术方法。

背景技术

FCC废催化剂是在石油催化裂化过程中产生的失活催化剂，它含有较多的重金属以及挥发有机物，如果将其随意处置，不仅会对环境产生很大的危害和污染，而且也会造成资源的很大浪费。据报道，2015年我国石油消费量达到约5.85亿吨，废炼油催化剂的产生量也达到约20.7万吨，而FCC废催化剂约为炼油催化剂总使用量的68.9％。其容量非常大，如果处置不好，将会产生严重的二次污染。此外，废催化剂的处理费用很高。因此，对FCC废催化剂进行综合利用既可以提高资源利用率，更可以避免废催化剂带来的环境问题，实现可持续发展。

石化碱渣中和液为石油炼制过程中汽油、柴油和液化气等碱洗精制时产生的一种高浓度碱性废液。生产中用一定浓度的氢氧化钠溶液洗涤油品中的硫化物、氮化物以及有机酸、酚、胶质等，洗油液碱循环使用，直至液碱中氢氧化钠低于一定值后排出，即为碱渣中和液。其中含有大量酚类、硫化物、硫醇等有毒有害污染物，呈黑褐色，并带有恶臭气味，是一种典型的难降解的工业废水。这类废水如果不经过适当处理就排入污水处理厂甚至直接外排，将会对污水处理系统形成极其严重的冲击或对自然水体造成不可逆转的破坏。因此，经济高效的碱渣中和液处理工艺技术的研究开发，对环境保护、人们生活水平的提高以及经济社会的可持续发展都具有重要的战略意义和现实意义。

粉煤灰作为燃煤电厂产生的主要固体废弃物，是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系统会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。目前已研发出多种粉煤灰的利用途径，但是大多工艺复杂或者产品附加值很低。因此，开发工艺简单、产品附件值高的工艺就显得尤为重要。由于粉煤灰成分主要为硅酸盐，是生成陶粒的有利成分，利用粉煤灰来生产陶粒，既可实现粉煤灰的资源化利用，又可产生很高的附加值。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供了一种利用FCC废催化剂、粉煤灰、石化碱渣中和液生产陶粒的方法。提高了生料球的强度，同时拓宽了以上废弃物的利用途径，减少了原料成本。

本发明生产出的陶粒，其形状特征为球形，堆积密度为600-900kg/m³，筒压强度为6-12MPa，吸水率为3-10％。用所生产的陶粒制作混凝土试块，其7天强度可以达到35-50MPa。为了实现上述目的，本申请采取的技术手段如下：

一种利用FCC废催化剂生产粉煤灰陶粒的方法，按重量份配比，其主要原料配比如下：粉煤灰65-80份，FCC废催化剂20份-35份，石化碱渣中和液为前两者总重量的25％-35％。

FCC废催化剂为石油催化裂化过程中产生的废催化剂，主要成分有氧化硅、氧化铝，还含有其他钠、镁、铁、钙、铜等元素。这些氧化物增加了部分骨料，有助于提高陶粒的强度。而且硅质成分与液碱反应，可以生成Na₂SiO₃，增加催化剂的黏性和可塑性，从而省去粘结剂的使用。本发明中FCC废催化剂的添加量为20-35份。若其添加量太低，则其粘结效果较差，陶粒生料球的塑性不强，在烧制的过程中很容易发生破碎，降低陶粒的产率。若其添加量过高，则液碱的用量较多，增加了生产成本。