[发明专利]利用FCC废催化剂与赤泥耦合制备地质聚合物的方法

说明书

本发明提供了一种利用FCC废催化剂与赤泥耦合制备地质聚合物的方法。本发明将FCC废催化剂与烧结法赤泥进行混合，通过调控原料配比调节钙铝比为0.3～0.8，同时通过添加硅灰调节硅铝比为1.8～2.2，然后与复合碱激发剂混合后注入模具中，经成模、固化、脱模和养护处理，得到高强度地质聚合物。本发明不仅能够有效的固化FCC废催化剂中的重金属，而且由于将钙含量相对较高的烧结法赤泥与FCC废催化剂联用，能够有效调控混合料激发凝胶的聚合和固结硬化过程，从而提高地质聚合物的抗压强度。如此，既解决了环境污染和土地资源占用等问题，又实现了固体废弃物资源化利用的目标。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种利用FCC废催化剂与赤泥耦合制备地质聚合物的方法。

背景技术

流化催化裂化(Fluid catalytic cracking，简称FCC)是石油精炼厂中最重要的转化工艺之一，而FCC催化剂在该工艺中扮演着重要角色。随着原油日益重质化、劣质化和FCC催化剂不断地循环利用，FCC催化剂上沉积的金属会逐渐增多，导致活性和重油转化能力都下降，形成了FCC废催化剂。FCC废催化剂虽然失去了催化活性，但其内部分子筛结构大部分完整，仍然有一定的利用价值。Ni、V、Fe等金属是导致FCC催化剂中毒的主要元素，中毒严重的FCC催化剂一般很难再生。目前，国内外研究机构主要针对FCC废催化剂中有价值成分进行回收利用，如重金属、氧化铝、稀土元素和分子筛等，然而FCC废催化剂中重金属、稀土元素等含量低，导致提取经济价值较低，并且回收过程中耗费大量酸、碱溶液，导致回收成本高，同时易引起二次污染。因此，对FCC废催化剂进行有效的处理和利用已成为一个十分重要的课题。

赤泥是制铝工业提炼氧化铝时排放出的一种固体废渣，是对环境具有污染性的强碱性物质。赤泥按生产方法可分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥3种，其中，烧结法赤泥中CaO和SiO₂含量较高，主要是硅酸二钙、方解石、钙钛矿、磁体矿和独居石。每生产1吨氧化铝将产生1.0～1.8吨的赤泥，截至2017年，全球累计排放赤泥40亿吨左右，并以1.2亿吨的年排放量增加，而我国是赤泥排放大国，每年排放赤泥约6000万吨。目前大多采用筑坝堆存，占用了大量土地，并伴随大量碱液一起排往江、河或露天堆存，其碱液的渗透，尘埃的飞扬都构成了对空气和水资源等的污染。

例如中国专利CN110818332A公开了一种利用FCC废催化剂与硅灰耦合制备无钙体系地质聚合物的方法，将FCC废催化剂和硅灰与复合碱激发剂混合，然后养护制得强度较高的无钙体系地质聚合物，实现了两种固体废弃物的资源化利用。但该方法是针对无钙体系地质聚合物，并不适用于含钙体系固体废弃物的利用。中国专利CN106477985A公开了一种赤泥地质聚合物材料配方及其制备方法，该方法将赤泥和粉煤灰与复合碱激发剂混合，然后养护制得赤泥基地质聚合物。但该方法未对赤泥和粉煤灰中组分含量尤其是钙含量进行针对性的限定和研究，并不适用FCC催化剂和赤泥制备地质聚合物的方法。因此将FCC废催化剂和赤泥资源化利用成为一个亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用FCC废催化剂与赤泥耦合制备地质聚合物的方法，将FCC废催化剂与烧结法赤泥进行混合，通过调控配比对钙铝比进行调节，同时通过硅灰调节硅铝比，在复合碱激发剂的作用下，养护得到高强度地质聚合物，从而有效固化FCC废催化剂中的重金属，并解决了环境污染和土地资源占用等问题，实现了固体废弃物资源化利用的目标。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用FCC废催化剂与赤泥耦合制备地质聚合物的方法，包括以下步骤：

S1.将FCC废催化剂和赤泥粉料混合，得到钙铝摩尔比值为0.3～0.8的混合粉状物料A；

S2.向步骤S1得到的所述混合粉状物料A中加入硅灰，得到硅铝摩尔比值为1.8～2.2的混合粉状物料B；