[发明专利]一种以FCC废催化剂为原料制备的空心球超高温轻质耐材及其生产工艺

说明书

本公开涉及一种以FCC废催化剂为原料制备的超高温轻质耐材及其生产工艺，所述耐材是由以下重量份原料制成：锆铝空心球30～60份，三氧化二铝粉60～80份，二氧化硅粉10～20份，发泡剂0.5～1份，稳泡剂0.5～1份，粘结剂4～8份，分散剂0.5～1份。本公开制备的超高温轻质耐材是最新研发的一种新型耐火保温材料，填补了国内外空白。其陶瓷基体结构中含有大量的微米纳米级气孔，具有轻质(密度1.2～1.6g/cm³)、耐高温(1700℃以上)、隔热保温性能优异、高效节能(与传统耐火砖相比节能80％以上)等优点，且具有强度高、表面硬度高、不掉渣、高温耐侵蚀性好等明显优势。

技术领域

本公开涉及一种以FCC废催化剂为原料制备的空心球超高温轻质耐材及其生产工艺。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

催化裂化(FCC)催化剂是现代石油炼制工艺必不可少的催化剂，可使石油原料发生裂解转化为裂化气、汽油和柴油，特别是国内炼油企业。FCC催化剂在使用过程中，由于重金属元素以及其他无机元素在催化剂表面沉积，导致催化剂活性及选择性降低，甚至达到永久性失活。为了保证工业装置的正常运转，在FCC装置的正常运行中需要不断补充新剂。不论怎样补充调整，运转失活的催化剂必须卸出弃用，才能达到工业FCC装置的既定运行状态，从而取得经济收益。

由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，若不进行专业的处置，随意丢弃或掩埋，容易被雨水浸出而严重污染环境，甚至使人致癌。故2016年8月1日，我国新发布的《国家危险废物名录》中，将FCC废催化剂归为HW50类危废(危险固体废弃物)。FCC废催化剂被列入国家危废名录后，直接进行地下填埋处理的粗暴方式从法律上已不再被允许。

目前，我国催化裂化能力已居世界第二位，每年产生的FCC废催化剂重量至少在20～30万吨左右。随着石油资源的重质化和劣质化，FCC催化剂置换周期明显缩短，废催化剂的重金属污染问题也日益突出。如何对FCC废催化剂进行有效的处理，一直是业内人士所关注的课题之一。

由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，若直接以其为原料制备其他产品，将会带来二次污染。因此，如何有效资源化利用FCC废催化剂，同时根本解决其危废处置问题，避免其重金属污染环境，是本领域亟需解决的一个技术问题。

超高温轻质耐材是指气孔率很高而体积密度很低的耐火材料，主要有粘土轻质砖、轻质硅砖、高铝轻质砖、碱性轻质砖等。国内大型的超高温轻质耐材制造商如山东鲁阳、山东红阳、山东民烨等，但是能够提供超高温节能异形板材或轻质节能耐材的企业还比较稀缺。

发明内容

针对以上背景技术，本发明人经过研究FCC废催化剂的化学成分，发现其主要成分是Al₂O₃和SiO₂，且相对含量与硅铝质耐火保温材料比较接近。故通过前期研究，成功研发了一种资源化利用FCC废催化剂的技术-对其氧化物组分进行定向调配和优化，改善其温度耐受性，生产耐受超高温的节能新材料。

具体的，本公开采用以下技术方案：

在本公开的第一个方面，提供一种以FCC废催化剂为原料制备的空心球超高温轻质耐材，其主要特点是：该超高温轻质耐材采用锆铝空心球为原料制备得到；其中，所述锆铝空心球是由以下重量份原料制成：

FCC废催化剂70～85份，煤矸石0.5～3份，二氧化锆2～4份，三氧化二铝14～18份，二氧化硅0.5～1.5份，羧甲基纤维素钠1～2份；

具体的，所述超高温轻质耐材是由以下重量份原料制成：