加氢催化剂是石油冶炼过程中最重要的催化剂之一,主要用于重油的脱硫脱氮等。加氢催化剂在使用过程中,由于高温以及有害物质的沉积吸附等影响,会永久性失活。因此,不可避免地要置换出大量的废催化剂。废加氢催化剂主要是由贵金属钒、钼、镍、钴等和载体氧化铝组成。因催化反应的需要,催化剂在制作过程中不得不添加一些有毒的组分,如As2O3、As2O5、CrO3等,这些有毒物质会沉积在废催化剂中。倘若对废催化剂不加处置随意堆放的话,一方面堆积废催化剂需要占据大量的场地;另一方面废催化剂中的有毒物质会对环境造成极大的危害。而废加氢催化剂中的贵金属钒(V)、钼(Mo)、镍(Ni)都是重要的战略金属,可被广泛应用于国民经济和国防军工等领域,故具有重要的回收价值。所以,实现废加氢催化剂的资源化利用,对环境保护和石油工业的可持续发展都是十分必要的。
目前,Mo-Ni系催化剂是使用最多的一类加氢催化剂,针对这一类催化剂的有价金属回收方法主要有焙烧-浸出法、浸出-萃取法、浸出-离子交换法、加压碱浸法、氨浸法、生物浸出法等方法。这些方法的共同点都是先将有价金属Mo、Ni、铝(Al)等从固相中转移到液相中,再在液相中对有价金属进行富集回收。因此,如何高效地将有价金属从固相中转移到液相中是关键技术问题。Mo、Al和Ni的化学性质不同,可选用钠化焙烧-水浸的方法将Mo、Al转化为可溶态,与Ni浸出分离。但是,目前并没有关于钠化焙烧-浸出过程的详细研究。
本研究拟采用响应面曲线法考察钠化焙烧-浸出过程中的碳酸钠添加量、焙烧温度、时间和浸出液固比、浸出温度对Mo、Al浸出率的影响;并且,结合热重-差示扫描量热法(TG-DSC)和X射线衍射法分析钠化焙烧过程中Mo、Al的转化机理。
1、材料与方法
1.1 供试原料
供试原料是从某石油化工厂回收的废加氢催化剂,为黑色条状颗粒。经球磨化学法处理后采用X射线荧光光谱仪(XRF)对其进行分析,结果见表1。由表1可知,催化剂中载体氧化铝的质量分数为47.82%,含量最高;MoO3和NiO的质量分数分别为21.71%和3.558%,钼、镍含量亦较高,有很大的回收价值。
1.2 实验方法
1)焙烧预处理。废催化剂在使用过程中,表面有大量的积碳和油脂,所以需对废催化剂
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