一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法.pdf

一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法.pdf

（19）国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公开号（43）申请公开日期（21）申请号2.4（22）申请日期2022年12月29日（71）申请人东北大学地址辽宁省沉阳市市和平区文化路 3 巷 11 号 申请人 河北新瑞再生资源利用有限公司 (72) 发明人 (74) 专利代理机构 北京中强智商知识产权代理有限公司 11448 专利代理人 (51) ) 国际。 Cl./02(2006.01)C22B1/243(2006.01)C22B1/02(2006.01)C22B7/00(2006.01)/14(2006.01)C22B5/10(2006.01)(54)发明名称一种废石化催化剂，采用氧化铝载体和从赤泥中冶炼回收镍和铁的方法(57) 摘要本发明提供了一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼和回收镍和铁的方法。 步骤为：加入废石化催化剂和赤泥粉，加入蓝炭和氧化钙，混合压球，得到球团； 将球团矿进行焙烧，得到预还原焙烧球团矿； 将焙烧后的球团与二氧化硅混合，加热熔化，与渣金分离，得到镍铁合金和玻璃状熔体。 浮渣。 本发明提供的以氧化铝为载体的废石化催化剂回收及赤泥熔炼回收镍和铁的方法，能够同时高效地回收以氧化铝为载体的废石化催化剂和高铁含量的赤泥中的有价金属镍和铁。 ，而且环保。

1 页权利要求书、6 页说明书、1 页附图。 一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：球团制备：在废石化催化剂和赤泥中，向泥粉中添加蓝碳和氧化钙。 ，混合并压制成球，得到颗粒； 低温预还原：将球团矿焙烧得到预还原焙烧球团矿； 高温冶炼渣金分离：将焙烧后的球团矿与二氧化硅混合，加热熔融，使渣与金分离，得到镍铁合金和玻璃渣。 2.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法，其特征在于：废石化催化剂与赤泥的质量比为(70-30):(30 -70) 。 3.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法，其特征在于：蓝碳的量为废石化催化剂和赤泥混合物总质量的20％。 -45％，氧化钙用量为废石化催化剂与赤泥混合物总质量的15-30％。 4.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述球团焙烧为回转窑低温焙烧，焙烧温度为900-950℃。 焙烧时间为1-2h，回转窑转速为3r/min。 5.根据权利要求4所述的利用氧化铝载体废石化催化剂及赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：将球团矿在回转窑中低温焙烧得到的焙烧球团矿中镍与铁的比例为金属化率分别为90-95%和80-85%。

6.根据权利要求1所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述二氧化硅的质量为废石化催化剂和赤泥混合物总质量的20%。 -50%。 7.根据权利要求6所述的利用氧化铝载体废石化催化剂赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：将焙烧后的球团矿与二氧化硅混合后放入熔炼炉中加热熔融，熔炼温度为1550℃。 -1650℃，材料完全熔化后，保温1-1.5小时。 8.根据权利要求7所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述冶炼炉为中频感应炉或电弧炉。 9.根据权利要求7所述的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其特征在于：将完全熔化的物料倒入圆锥体模具中，自然冷却，渣与金分离。 下层得到镍铁合金，上层得到玻璃渣。 10.根据权利要求9所述的利用氧化铝载体废弃石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法，其特征在于：所述镍铁合金中镍含量为7-30%，铁含量为70-90%。 一种利用氧化铝载体废弃石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法技术领域 [0001]本发明涉及火法冶金回收有价金属的技术领域，具体涉及一种利用氧化铝载体废弃的方法石化催化剂和赤泥回收镍和铁。 镍铁的冶炼和回收方法

背景技术 [0002] 近年来，随着国内外石油化学工业的快速发展，在工业生产中发挥重要作用的催化剂的用量大幅增加。 据不完全统计，全球催化剂年需求量超过80万吨，其中石化行业催化剂需求量占催化剂总量的90%以上。 催化剂在使用过程中，随着使用时间的延长，其自身结构和成分发生变化，即“催化剂中毒”，导致催化剂活性下降甚至失效。 必须更换以适应生产要求，从而造成大量废弃石化催化剂。 目前，大部分废石化催化剂都进行填埋处理，不仅浪费了大量的土地资源，而且含有大量在使用过程中吸收的有毒有害物质，以及一些重金属（如镍等）。 、钒、钼和钴等）填埋过程会污染土壤和地下水，严重污染环境。 此外，废石化催化剂中含有的有价金属镍是冶金工业中制备不锈钢、精密合金、储氢合金、化学催化剂和高温合金的重要元素，已广泛应用于各行业。 [0004] 由于我国镍矿资源十分紧缺，且属于无镍、贫镍国家，因此我国多年来不得不从国外进口大量的镍来满足我国快速发展的工业需求。 不仅废石化催化剂中镍的品位远高于矿石中的镍，而且报废催化剂的数量每年都在快速增长，数量也相当可观。 从废石化催化剂中回收镍，不仅可以缓解我国镍资源的供需困境，还可以减少废石化催化剂对环境造成的危害。

目前，国内外废石化催化剂高温焚烧后的处理工艺主要有：氧化焙烧-碱浸法、碱焙烧-水浸法、微波碱浸-微波酸浸法和常压酸、碱法。浸泡等处理工艺。 其中湿法处理工艺存在原料适应性差、工艺流程长、金属浸出率低等缺点。 火法处理工艺能耗高、废物处理种类单一、添加辅助材料种类和数量多、后续尾矿处理成本高。 因此，如何实现废石化催化剂中金属镍的高效回收，缩短工艺流程，降低生产成本，减少生产过程中造成的二次污染，是当前废石化催化剂中有价金属回收利用中迫切需要解决的问题。 。 问题。 [0007] 本发明的目的是提供一种回收镍铁以氧化铝为载体、高铁赤泥制备镍铁合金用于废石化催化剂的环保联合熔炼工艺。 本发明玻璃化制备玻璃渣的方法实现了镍、铁的高效回收，稳定了废石化催化剂和赤泥中的重金属，增加了固废处理的种类。 [0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用氧化铝载体废弃石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，包括以下步骤： [0009] 球团矿制备：在废石化催化剂中[0010] 低温预还原：将球团焙烧，得到预还原焙烧球团； [0011] 高温熔炼渣金分离：焙烧球团矿与二氧化硅混合后，加热熔融，从渣金中分离，得到镍铁合金和玻璃渣。

[0012] 进一步地，所述废石化催化剂与赤泥的质量比为(70-30):(30-70)。 进一步地，蓝碳用量为废石化催化剂与赤泥混合物总质量的20-45％，氧化钙用量为废石化催化剂与赤泥混合物总质量的15％。 -30%。 [0014] 进一步地，所述球团焙烧为回转窑低温焙烧，焙烧温度为900-950℃，焙烧时间为1-2h，回转窑转速为3r/min。 [0015] 进一步地，球团矿在回转窑中低温焙烧得到的焙烧球团矿中镍和铁的金属化率分别为90-95%和80-85%。 [0016] 进一步地，所述二氧化硅的质量为所述废石化催化剂与赤泥混合物总质量的20-50%。 [0017] 进一步的，将焙烧球团与二氧化硅混合后放入熔炼炉中加热熔化，熔炼温度为1550-1650℃，完全熔化后保温1-1.5h。 [0018] 进一步地，所述熔炼炉为中频感应炉或电弧炉。 [0019] 进一步，将完全熔化的物料倒入截锥体模具中并自然冷却，使渣与金分离，下层得到镍铁合金，上层得到玻璃状渣。 [0020] 进一步地，所述镍铁合金中镍的含量为7-30%，铁的含量为70-90%。 本发明提供了一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法。 将废石化催化剂与赤泥协同熔炼回收镍铁制备镍铁合金，玻璃化制备玻璃渣。 原料适应性强，固废处理种类多，不添加捕收剂，操作方便，流程短，环保，应用前景广阔。

另外，本发明还提供了一种利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法。 与现有技术相比，还具有以下特点。 (1)废石化催化剂中的镍与赤泥中的铁在焙烧还原-熔炼还原分离过程中形成镍铁合金，无需外加铁捕收剂。 （2）同时处理两种危险固体废物（废石化催化剂和赤泥），既增加了固体废物处理种类，又避免了增设除铁器，可降低成本，提高经济效益。 (3)造粒过程中采用氧化钙作为粘结剂，避免了额外粘结剂的添加，可以降低成本。 (4)赤泥添加量的不同，使得熔炼后得到的镍铁合金中镍品位在7％～30％之间变化，可用于不同的用途。 后续工艺可根据镍铁合金中镍含量的差异进行。 多种选择。 (5)熔炼后的炉渣无需用水急冷，自然冷却即可得到玻璃态炉渣，从而避免了大量废水的产生。 （6）熔炼得到的玻璃渣可以固定废石化催化剂、赤泥等危险固体废物中的重金属和有害元素，防止其在堆放过程中淋滤污染土壤和地下水，对环境友好。 附图说明 [0029] 图1 图1为本发明实施例提供的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥冶炼回收镍铁的方法流程图。

具体实施方式 [0030] 参见图1，本发明实施例提供了一种冶炼氧化铝载体废石化催化剂和赤泥回收镍铁的方法，包括以下步骤： [0031] (1)球团制备：废渣后将石化催化剂和赤泥细磨至74μm，占90％以上，在得到的混合粉中添加废石化催化剂和赤泥混合物总质量的20-45％作为还原剂蓝炭。 废石化催化剂与赤泥混合物为助熔剂氧化钙的总质量的15-30％，废石化催化剂与赤泥混合物的总质量为去离子水的5-10％。 混合均匀后，将混合物放入压球机中压球，得到颗粒。 (2)低温预还原：将得到的球团矿放入转速为3r/min的气加热回转窑中，在焙烧温度900-950℃下焙烧1-2h，得到预还原的烘烤颗粒。 其中，焙烧球团中镍和铁的金属化率分别为90-95%和80-85%。 (3)高温冶炼渣金分离：将废石化催化剂和赤泥混合物总质量的25-50%的助熔剂二氧化硅添加到预还原的焙烧球团中，然后将混合物加入到高温熔化炉中的熔体温度为1550-1650℃。 混合物完全熔化成熔体后，保温1-1.5小时。 然后将熔融物质倒入预热的截锥形铸模中。 熔体自然冷却后，下层是镍铁合金，上层是固体玻璃渣。

采用物理方法将固体与渣和金分离，得到镍铁合金和玻璃渣。 所得镍铁合金的镍含量为7-20%，铁含量为70-90%。 原来的废石化催化剂和赤泥中的重金属和有害元素被稳定在玻璃渣中。 其中，高温冶炼炉为中频感应炉或电弧炉。 本发明提供的利用氧化铝载体废石化催化剂和赤泥熔炼回收镍铁的方法，其焙烧熔炼过程中的主要反应方程式为： [0035] NiO(s)+C(s)=Ni (s)+CO(g) [0036]NiO(s)+CO(g)=Ni(s)+CO [0037]Ni [0038]3Fe+9C(s)=4Fe(s)+9CO(g) [0039] 3Fe [0040] Fe [0041] FeO(s)+CO(g) = Fe(s)+CO [0042] 下面对本发明提供的采用氧化铝载体的废石化催化剂进行详细说明结合具体例子。 下面将对熔炼赤泥回收镍铁的方法进行更详细的描述，这是对本发明的解释而不是限制。 其中，本实施例所用原料为国内某石化企业提供的初脱油废石化催化剂和国内某铝电解企业提供的赤泥，其主要成分如表1所示。