[发明专利]一种煤催化气化灰渣中催化剂的回收方法以及采用该回收方法回收获得的催化剂及其应用

权利要求书

1.一种煤催化气化灰渣中催化剂的回收方法，其特征在于，包括：

步骤1)对煤催化气化灰渣进行水洗，获得可溶性催化剂水溶液和水洗灰渣；

步骤2)用浓硫酸对所述水洗灰渣进行酸洗，以将所述水洗灰渣中的金属氧化物溶解于浓硫酸中，获得硫酸盐溶液和含碳残渣；

步骤3)在所述硫酸盐溶液和含碳残渣中加入石墨和氧化剂，使得所述含碳残渣中的碳与加入的石墨在所述硫酸盐溶液中的硫酸分子和所述氧化剂的插层作用下发生氧化反应，获得氧化石墨；

步骤4)将所述步骤3)所获得的产物进行固液分离，并对分离所获得的氧化石墨进行剥离，获得氧化石墨烯，对分离所获得的液体产物进行脱硫处理，获得金属氧化物和硫酸溶液；

步骤5)将所述步骤4)所获得的氧化石墨烯与所述可溶性催化剂水溶液混合，以将所述可溶性催化剂负载在所述氧化石墨烯上；并将所述步骤4)所获得的金属氧化物中的碱金属氧化物分离出来，与所述步骤4)所获得的硫酸溶液返回步骤2)或步骤3)中。

2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

所述酸洗的温度为200-350℃。

3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

所述氧化反应包括第一反应阶段、第二反应阶段和第三反应阶段；

其中，所述第一反应阶段的温度小于等于4℃，反应时间为2.3-4.5h；所述第二反应阶段的温度为35-45℃，反应时间为0.3-0.8h；所述第三反应阶段的温度为80-110℃，反应时间为20-40min。

4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，

所述氧化剂在所述第一反应阶段的温度小于等于4℃之后加入。

5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

所述步骤3)中所述硫酸盐溶液中的硫酸分子的质量为所述含碳残渣中的碳和所述石墨的质量之和的35-40倍。

6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

所述氧化剂为硝酸钠和高锰酸钾；

其中，所述硝酸钠的质量为所述含碳残渣中的碳和所述石墨的质量之和的0.4-0.6倍，所述高锰酸钾的质量为所述含碳残渣中的碳和所述石墨的质量之和的2-4倍。

7.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，

在所述第三反应阶段之前，所述方法还包括：

向反应体系中补加质量为所述含碳残渣中的碳和所述石墨的质量之和的50-70倍的水。

8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

将所述步骤3)所获得的产物进行固液分离之后，对分离所获得的氧化石墨进行剥离之前，所述回收方法还包括：

对所获得的氧化石墨进行洗涤，以去除所述氧化石墨上残留的硫酸根和副产物。

9.根据权利要求8所述的回收方法，其特征在于，

对所获得的氧化石墨进行洗涤具体包括：

将固液分离后的氧化石墨分散于质量为含碳残渣中的碳和所述石墨的质量之和的50-70倍的水中，并加入质量为含碳残渣中的碳和所述石墨的质量之和的10-15倍的双氧水，搅拌10-20min后进行离心洗涤。

10.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

对分离所获得的氧化石墨进行剥离具体包括：

将分离所获得的氧化石墨分散于水中，在超声或者搅拌下使所述氧化石墨发生分层。

11.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，

所述氧化石墨烯的片层厚度小于等于5mm。

12.一种通过如权利要求1-11任一项所述的回收方法获得的催化剂，所述催化剂包括氧化石墨烯载体以及负载在所述氧化石墨烯载体上的碱金属催化剂。