[发明专利]一种赤泥基半焦催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种赤泥基半焦催化剂及其制备方法和用途，所述制备方法包括如下步骤：(1)预处理赤泥，得到固体沉淀；(2)物理混合煤粉与步骤(1)所得固体沉淀，造粒，得到固体颗粒；(3)热解步骤(2)所述固体颗粒，得到赤泥基半焦催化剂。本发明能够实现固体废弃物赤泥的综合利用，通过赤泥基半焦催化剂的催化提质作用能将煤热解焦油中的重质组分催化裂解为轻质组分，提高煤热解焦油的品质。

技术领域

本发明属于固体废弃物综合利用和煤化工技术领域，涉及一种赤泥废弃物的综合利用，尤其涉及一种赤泥基半焦催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

热解是煤炭分级利用的核心技术，可获得高价值的热解油气、化学品及半焦。以获得热解焦油、热解气或提升燃料品质为目的，国内外已开展了大量煤热解技术的研发工作。但是，国内外开发的热解工艺基本都处于中式或工业示范阶段，至今仍无大规模煤热解技术的工业化应用，存在的共性问题是热解焦油产率低、品质差，热解焦油中轻质组分(沸点小于360℃的馏分)的含量低(25～45wt％)。

CN 106147817 A公开了一种生物质和/或煤的催化热解方法，采用高效催化剂，进行催化热解反应，显著提高了焦油中烷基酚的含量，同时显著降低氧基酚的含量。另外，活性炭、USY分子筛、ZSM-5等分子筛催化剂也被运用到此过程之中。但是，现有催化剂价格昂贵，制备流程较长，对于大宗煤的处理而言，难以满足煤催化热解的工业化应用需求。

赤泥的堆放占用了大量土地，并向地下渗透，造成了地下水体和土壤的污染，而且赤泥粉尘会随风飞扬，污染大气，恶化生态环境。因此，最大限度地限制赤泥的危害，多渠道地利用赤泥，已经迫在眉睫。在赤泥资源化利用方面，CN 102234171 A和CN 101468866 A中公开了将赤泥进行脱碱而后作为生产水泥的原料；CN 101891406 A和CN 1837121 A公开了利用赤泥或经脱碱选铁后的赤泥和脱硫石膏制备水泥的方法；CN 103373815 A公开了以拜耳法赤泥为主要原料生产多孔微晶玻璃。然而，上述这些发明，处理流程相对较长，需求量较少，难以实现赤泥的规模化资源利用，解决赤泥堆积问题。

煤作为大宗商品，如果能够将赤泥与煤综合利用，一方面可以实现赤泥的大规模资源化利用；另一方面，可解决煤化工工艺过程对廉价催化剂的需求。在赤泥与煤综合利用方面，CN 105170155 A公开了改性赤泥、其改性方法适用于煤直接液化的催化剂，通过酸化的方法将Si和Ti元素除去，制成保留Al、Ca以及Mg等元素并将其转化成氢氧化合物分散在FeOOH之间的催化剂用于煤直接液化，但该催化剂无法直接应用于煤热解工艺。

发明内容

本发明提供了一种赤泥基半焦催化剂及其制备方法和用途，实现了赤泥资源化利用，克服煤热解催化剂制备流程长、煤热解焦油品质差的缺陷，并且赤泥基半焦催化剂含有大量的还原性金属元素，价值提高，也可用于废水处理等领域，应用范围扩大。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种赤泥基半焦催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)预处理赤泥，得到固体沉淀；

(2)物理混合煤粉与步骤(1)所得固体沉淀，造粒，得到固体颗粒；

(3)热解步骤(2)所述固体颗粒，得到赤泥基半焦催化剂。

本发明将预处理赤泥后得到的固体沉淀与煤粉混合，并对混合造粒后固体颗粒进行热解处理，可以有效地对赤泥进行回收再利用，还能够提高煤粉热解所得热解焦油的品质，所得热解焦油中的轻质组分含量可达50～80wt％，制备得到的赤泥基半焦催化剂可用于提质煤热解焦油。

优选地，步骤(1)所述预处理包括如下步骤：

(I)使用酸溶液溶解赤泥，得到pH为0.5～2.5的酸性浆料；