[发明专利]一种废脱氢催化剂制备镁铝水滑石的方法

说明书

本发明公开了一种废脱氢催化剂制备镁铝水滑石的方法。包括(1)将含铝的废脱氢催化剂与碱混合并球磨，得到混合粉末；(2)将混合粉末焙烧，然后冷却、溶解浸出、过滤，收集滤渣和滤液；(3)向滤液中加入凝胶晶种并加热，然后通入二氧化碳气体，过滤、洗涤、烘干，收集产物；(4)将产物、镁源、钠盐和水加入到反应釜中并加热反应，反应后过滤、洗涤、干燥得到镁铝水滑石。通过本发明的制备方法，制备的镁铝水滑石粒度均匀、颗粒细，其晶体完整、结晶度高；本发明还实现了对废脱氢催化剂的资源回收，减少了回收过程中酸的使用，符合固废资源化过程中的高附加值利用和环保要求；通过本发明的方法制备镁铝水滑石，其产物收率更高。

技术领域

本发明涉及固废利用技术领域，具体涉及一种废脱氢催化剂制备镁铝水滑石的方法。

背景技术

丁烷脱氢催化剂是丁烷脱氢制丁烯所用的催化剂。由于，过渡金属铂具有良好的催化活性，目前，铂系催化剂多用于丁烷脱氢过程。丁烷脱氢催化剂由活性组分和载体组成，活性组分是单金属铂，载体一般为Al₂O₃。铂在各类载体上均有较好的初始活性，但是易发生正丁烷异构化和积碳反应而使催化剂失活。

目前，铂系氧化铝基催化剂的回收方法有湿法回收、火法回收和火-湿联合回收。其中，湿法回收有酸法和碱法两种方式，存在酸消耗量大、浸出杂质多或操作设备要求高等问题；火法回收主要用于铂系金属的富集和分离，可实现铂与载体氧化铝的分离。由于氧化铝具有两性特点，采用碱法方式进行回收，既可选择性的将载体转化成铝酸钠，同时铂在不溶渣得以富集。

水滑石是一类层状双金属氢氧化物，属阴离子型层状材料，典型代表为镁铝碳酸根型水滑石，其以镁铝氢氧化物构成层板，碳酸根离子为层板间阴离子。水滑石因其层板、层间阴离子的种类的可调性，被赋予了很多特有的物理和化学性质，比如酸碱双功能性、热稳定性、记忆效应和层间阴离子可交换性，在材料、催化、医药和环保等领域得到广泛研究与应用。

目前，水滑石的合成方法包括共沉淀法、水热合成法、焙烧还原法、离子交换法等，其中以共沉淀法应用较为广泛。共沉淀法制备水滑石是最常用、最简便的方法，用此法可制备出大量水滑石，但是由于反应会产生大量盐类副产物，存在碱盐废水量大、单批产量少、生产成本高的问题。相比共沉淀法，当前水热合成技术已成为合成纳米材料的重要方法之一，其合成的材料一般具有形貌规整、均一的特点，并且反应过程温和、条件可控，使其成为一种更加稳定、环保的水滑石合成方法。经碱法回收得到的氢氧化铝作为原料，可以直接制备镁铝水滑石。然而，至今尚未有废脱氢催化剂制备水滑石的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废脱氢催化剂制备镁铝水滑石的方法，其制备的镁铝水滑石产品晶体完整、结晶度高；而且实现了废脱氢催化剂的资源回收，减少了回收过程中酸的使用量，符合固废资源化过程的高附加值利用和环保要求。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种废脱氢催化剂制备镁铝水滑石的方法，包括如下步骤：

(1)将含铝的废脱氢催化剂与碱混合并球磨，得到混合粉末；

(2)将混合粉末焙烧，然后冷却、溶解浸出、过滤，收集滤渣和滤液；

(3)向滤液中加入凝胶晶种，然后通入二氧化碳气体，过滤、洗涤、烘干，收集产物；

(4)将产物、镁源、钠盐和水加入到反应釜中并加热反应，反应后过滤、洗涤、干燥得到镁铝水滑石。

进一步，步骤(1)中所述废脱氢催化剂为Pt/Al₂O₃，所述碱为氢氧化钠。

进一步，步骤(1)中所述废脱氢催化剂与所述碱的质量比为1：(0.8-1)。

进一步，步骤(2)中所述焙烧采用马弗炉进行焙烧，焙烧温度为400-600℃，焙烧时间为0.5-1.5小时。