一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法。

背景技術(shù)：

2.催化裂化(fcc)催化劑作為fcc工藝不可或缺的成分，已成為當(dāng)前煉油產(chǎn)業(yè)中使用量最多的催化劑。據(jù)統(tǒng)計，全球每年fcc催化劑使用量約為80萬噸，而中國每年的fcc催化劑的使用量大約為8萬噸。

3.然而，隨著fcc設(shè)備的長期運(yùn)行工作，fcc催化劑由于積碳、水熱、氮化物中毒、硫化物中毒和金屬中毒等各種原因失活，造成fcc催化劑的活性不斷降低。同時，石油煉化產(chǎn)品的分布不均勻、產(chǎn)品分布變差，也會造成fcc催化劑的水熱穩(wěn)定性下降，轉(zhuǎn)化率降低。

4.據(jù)統(tǒng)計，全球每年約產(chǎn)生50萬噸廢fcc催化劑，并以5％的年增長率持續(xù)增長。截止2019年我國fcc廢催化劑的產(chǎn)生量近18萬噸/年。

5.fcc廢催化劑中含有ni、v、fe等重金屬元素，污染能力非常高，這使得fcc廢催化劑成為一種危險廢棄物。同時，fcc廢催化劑中含有的鎳、釩以及稀土元素都是國家戰(zhàn)略資源，因此，必須對fcc廢催化劑進(jìn)行無害化、綠色化、減量化的回收處理，這不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，也符合和諧社會可持續(xù)發(fā)展的要求。

6.目前，國內(nèi)對于fcc廢催化劑中有價金屬回收的研究較少，且都處于起步階段。

7.cn111690811a公開了一種從fcc廢催化劑中回收稀土鑭和鈰的方法，具體涉及一種利用低溫酸浸

?

除雜

?

萃取工藝提取fcc廢催化劑中鑭和鈰稀土元素的方法，該方法以酸溶液為提取劑，在一定溫度和濃度下，利用酸將廢催化劑中的稀土元素浸取到溶液中，得到含有稀土的浸出液，浸出液經(jīng)除鋁、硅后得到凈化稀土溶液，然后經(jīng)萃取、反萃取得到純凈稀土溶液。但該方法只能對fcc廢催化劑中的稀土元素進(jìn)行回收，而不能對鎳及釩等有價金屬進(jìn)行回收，不僅造成資源浪費(fèi)也會造成環(huán)境污染。

8.cn111378842a公開了一種利用鹽酸體系綜合回收廢fcc催化劑的方法，該方法以鹽酸和雙氧水為提取劑，在一定溫度和濃度下，將廢催化劑中的稀土元素、鎳元素和釩元素浸出，然后經(jīng)過萃取、反萃取、沉淀反應(yīng)，回收稀土元素、鎳元素和釩元素。但是該方法的鎳元素和釩元素回收率較低。

9.因此，亟需開發(fā)一種能夠綜合回收fcc廢催化劑中稀土元素及鎳、釩，且回收率較高的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

10.本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在無法綜合回收fcc廢催化劑中鑭和鈰等稀土元素及鎳、釩，且回收率較低的缺陷。

11.本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，采用特定的煅燒條件，選擇特定比例的p507和磺化煤油作為萃取劑，一方面，在本發(fā)明的煅燒條件下能夠避免fcc廢催化劑中的鋁成分

溶解過多而影響其他元素的分離，另一方面，采用本發(fā)明選擇的萃取劑還能夠有效分離鎳和釩，從而有效提高稀土元素及鎳、釩的回收率；此外，采用前述條件還能有效去除碳、硫等雜質(zhì)，提高稀土元素及鎳、釩的純度?；谇笆鏊悸?，發(fā)明人提供了本發(fā)明的方案。

12.為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法，該方法包括以下步驟：

13.(1)將fcc廢催化劑進(jìn)行煅燒，得到第一物料，將第一酸溶液與一部分所述第一物料進(jìn)行第一酸浸處理，得到第一浸出液，將所述第一浸出液與剩余部分所述第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，得到第二浸出液；所述煅燒的條件至少包括：溫度為600

?

800℃，時間為4

?

8h；

14.(2)將所述第二浸出液與硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，得到第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至3

?

4，得到第二混合溶液；其中，所述第二混合溶液中含有ni

2+

和vo

43

?

；

15.(3)在萃取劑存在下，將所述第二混合溶液進(jìn)行萃取分離，得到水相和油相；所述萃取劑為體積比為1:2

?

5的p507和磺化煤油的組合；

16.其中，所述水相中含有vo

43

?

，所述油相中含有ni

2+

。

17.本發(fā)明提供的方法不僅能夠綜合回收稀土元素、鎳和釩，而且稀土元素、鎳和釩均能夠達(dá)到較高的回收率，特別是鑭和鈰兩種稀土元素能夠達(dá)到較高的回收率，從而實現(xiàn)了fcc廢催化劑的資源化、無害化、減量化。

附圖說明

18.圖1是本發(fā)明所述方法的一種優(yōu)選的具體實施方式的工藝流程圖；

19.圖2是實施例1中煅燒前后fcc廢催化劑的外觀圖；

20.圖3是實施例1制備得到的硫酸稀土復(fù)鹽的xrd圖；

21.圖4是實施例1制備得到的硫酸稀土復(fù)鹽的sem圖；

22.圖5是實施例1制備得到的氫氧化鎳xrd圖；

23.圖6是實施例1制備得到的五氧化二釩xrd圖。

具體實施方式

24.在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

25.本發(fā)明中，未作相反說明的情況下，所述常溫或室溫均表示25

±

2℃。

26.如前所述，本發(fā)明的第一方面提供了一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法，該方法包括以下步驟：

27.(1)將fcc廢催化劑進(jìn)行煅燒，得到第一物料，將第一酸溶液與一部分所述第一物料進(jìn)行第一酸浸處理，得到第一浸出液，將所述第一浸出液與剩余部分所述第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，得到第二浸出液；所述煅燒的條件至少包括：溫度為600

?

800℃，時間為4

?

8h；

28.(2)將所述第二浸出液與硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，得到第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至3

?

4，得到第二混合溶液；其中，所述第二混合溶液中含有ni

2+

和vo

43

?

；

29.(3)在萃取劑存在下，將所述第二混合溶液進(jìn)行萃取分離，得到水相和油相；所述萃取劑為體積比為1:2

?

5的p507和磺化煤油的組合；

30.其中，所述水相中含有vo

43

?

，所述油相中含有ni

2+

。

31.根據(jù)一種優(yōu)選的具體實施方式，在步驟(3)中，所述萃取劑為體積比為1:3

?

4的p507和磺化煤油的組合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該優(yōu)選情況的具體實施方式，能夠顯著提高鎳元素和釩元素的回收率。

32.優(yōu)選地，在步驟(1)中，進(jìn)行所述第一酸浸處理的所述第一物料的用量占所述第一物料總重量的60

?

80wt％。

33.根據(jù)一種優(yōu)選的具體實施方式，在步驟(1)中，進(jìn)行所述第一酸浸處理的所述第一物料的用量占所述第一物料總重量的60

?

70wt％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該優(yōu)選情況的具體實施方式，能夠使得各元素的浸出率升高，從而使稀土元素、鎳元素和釩元素獲得更高的回收率。

34.優(yōu)選地，在步驟(1)中，以所述fcc廢催化劑的總重量為基準(zhǔn)，所述fcc廢催化劑中含有48

?

55wt％三氧化二鋁、40

?

45wt％二氧化硅、1

?

3wt％五氧化二釩、1

?

3wt％三氧化二鑭、0.5

?

1.2wt％五氧化二磷、0.5

?

0.8wt％氧化鎳、0.2

?

0.6wt％三氧化二鐵和0.1

?

0.5wt％二氧化鈰。

35.優(yōu)選地，在步驟(1)中，相對于1g的所述第一物料，所述第一酸溶液的用量為9

?

10ml。

36.優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述第一酸浸處理和所述第二酸浸處理的條件各自獨立地包括：溫度為90

?

100℃，時間為3

?

6h。

37.優(yōu)選地，所述第一酸溶液選自鹽酸、硫酸中的至少一種。

38.優(yōu)選地，所述第一酸浸處理過程中采用的硫酸的濃度為3

?

5mol/l。

39.優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述第一物料的平均粒徑≯200目。

40.優(yōu)選地，在步驟(1)中，該方法還包括：將所述fcc廢催化劑煅燒后得到的混合粉末進(jìn)行球磨，以得到所述第一物料。

41.優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述球磨的條件至少包括：轉(zhuǎn)速為400

?

500rpm。

42.優(yōu)選地，在步驟(1)中，該方法還包括：將fcc廢催化劑進(jìn)行煅燒之前，先將所述fcc廢催化劑依次進(jìn)行超聲水洗和干燥。

43.優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述超聲水洗的條件至少包括：頻率為40

?

50hz，時間為10

?

30min。

44.優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述干燥的條件至少包括：溫度為70

?

80℃，時間為5

?

6h。

45.優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述第一接觸反應(yīng)的條件至少包括：溫度為80

?

90℃，時間為10

?

15min。

46.優(yōu)選地，在步驟(2)中，相對于10ml所述第二浸出液，所述硫酸鉀的用量為0.3

?

0.6g。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該優(yōu)選情況下的具體實施方式，能夠浸出更多的稀土元素。硫酸鉀用量較少，浸出液中的稀土元素不能夠得到有效沉淀；硫酸鉀用量過多，則會有過多的鉀離

子進(jìn)入到溶液中。

47.優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述第二混合溶液和所述萃取劑的用量體積比為2

?

4:1。

48.優(yōu)選地，該方法還包括：將所述油相與硫酸進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，得到硫酸鎳溶液，將所述硫酸鎳溶液與氫氧化鈉溶液進(jìn)行第三接觸反應(yīng)，得到氫氧化鎳。

49.優(yōu)選地，所述第二接觸反應(yīng)的條件至少包括：溫度20

?

25℃，時間為40

?

60min，硫酸濃度為1

?

3mol/l；

50.優(yōu)選地，所述第三接觸反應(yīng)的條件至少包括：溫度40

?

60℃，時間為30

?

50min，ph值為11

?

12。

51.優(yōu)選地，該方法還包括：將所述水相與硫酸銨進(jìn)行第四接觸反應(yīng)，得到混合漿料，將所述混合漿料進(jìn)行過濾，得到濾渣和濾液，并將所述濾渣烘干，得到五氧化二釩。

52.優(yōu)選地，所述第四接觸反應(yīng)的條件至少包括：攪拌速度為300

?

500rpm，溫度為80

?

90℃，時間為10

?

30min。

53.優(yōu)選地，所述烘干的條件至少包括：溫度為400

?

600℃，時間為1

?

3h。

54.本發(fā)明對所述過濾的具體操作沒有特別的要求，只需要能夠?qū)崿F(xiàn)固液分離即可。

55.本發(fā)明對調(diào)節(jié)ph值的具體操作沒有特別的要求，能夠采用本領(lǐng)域已知的方法加酸溶液或堿溶液調(diào)節(jié)至需要的ph值即可。

56.以下結(jié)合圖1提供本發(fā)明所述從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法的一種優(yōu)選的具體實施方式的工藝流程：

57.(1)將fcc廢催化劑進(jìn)行煅燒，得到第一物料，將第一酸溶液與一部分所述第一物料進(jìn)行第一酸浸處理，得到第一浸出液，將所述第一浸出液與剩余部分所述第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，得到第二浸出液；所述煅燒的條件至少包括：溫度為600

?

800℃，時間為4

?

8h；

58.(2)將所述第二浸出液與硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，得到第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至3

?

4，得到第二混合溶液；其中，所述第二混合溶液中含有ni

2+

和vo

43

?

；

59.(3)在萃取劑存在下，將所述第二混合溶液進(jìn)行萃取分離，得到水相和油相；所述萃取劑為體積比為1:2

?

5的p507和磺化煤油的組合；

60.其中，所述水相中含有vo

43

?

，所述油相中含有ni

2+

；

61.(4)將所述油相與硫酸進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，得到硫酸鎳溶液，將所述硫酸鎳溶液與氫氧化鈉溶液進(jìn)行第三接觸反應(yīng)，得到氫氧化鎳；以及

62.將所述水相與硫酸銨進(jìn)行第四接觸反應(yīng)，得到混合漿料，將所述混合漿料進(jìn)行過濾，得到濾渣和濾液，并將所述濾渣烘干，得到五氧化二釩。

63.以下將通過實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實例中，在沒有特別說明的情況下，使用的各種原料均為市售品。

64.所述fcc廢催化劑的成分及含量見表1；

65.萃取劑

?

1：p507和磺化煤油的重量比為1:4；

66.萃取劑

?

2：p507和磺化煤油的重量比為1:3；

67.萃取劑

?

3：p507和磺化煤油的重量比為1:5；

68.萃取劑

?

4：p507和磺化煤油的重量比為1:1；

69.p507：2

?

乙基己基磷酸單2

?

乙基己基酯，購自洛陽市三諾化工有限公司；

70.磺化煤油：購自天津福特化工有限公司；

71.等離子體發(fā)射光譜：型號optima 7000dv，購自珀金埃爾默股份有限公司。

72.表1

73.成分al2o3sio2v2o5la2o3p2o5niofe2o3ceo2其他含量/wt％50.85041.1141.9241.4250.8980.7520.5780.3052.154

74.實施例1

75.本實施例提供一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法，該方法包括以下步驟：

76.(1)將15g的fcc廢催化劑置于燒杯中，加入100ml的去離子水，在超聲儀(頻率為40hz)中超聲水洗20min，將水洗后的fcc廢催化劑干燥(溫度80℃，時間為6h)，將干燥后的fcc廢催化劑置于馬弗爐中煅燒(煅燒溫度為600℃，保溫時間5h，升溫速率設(shè)置為10℃/min)，將煅燒后樣品在球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速為400rpm，得到第一物料14.8g，并將所述第一物料過200目篩，備用；

77.(2)在90℃下，將10g的第一物料(占所述第一物料總重量的67.6wt％)、100ml濃度為5mol/l的硫酸進(jìn)行第一酸浸處理，反應(yīng)6h后，過濾得到第一浸出液，向第一浸出液中加入4.8g的第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，得到ph值為3.2的第二浸出液；

78.(3)在90℃下，將160ml的所述第二浸出液、8g的硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，反應(yīng)10min后，將第一接觸反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，得到硫酸稀土復(fù)鹽和第一混合溶液，調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至3.7，得到第二混合溶液150ml，加入50ml的萃取劑

?

1進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)體系ph值至5，得到水相和油相；其中，所述水相中含有vo

43

?

，所述油相中含有ni

2+

；

79.(4)將所述水相ph值調(diào)節(jié)至2后，在90℃下，加入10g硫酸銨，在500rpm下攪拌30min，得到混合漿料，將所述混合漿料進(jìn)行過濾，得到濾渣和濾液，在氧化氣氛保護(hù)下，將所述濾渣置于500℃烘箱中熱解2h，得到五氧化二釩；以及

80.在常溫下，將所述油相與濃度為2mol/l的硫酸進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，反萃50min后得到硫酸鎳溶液，升溫至50℃，向所述硫酸鎳溶液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值為11.5，并反應(yīng)50min，得到氫氧化鎳。

81.實施例2

82.本實施例提供一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法，該方法包括以下步驟：

83.(1)將16g的fcc廢催化劑置于燒杯中，加入100ml的去離子水，在超聲儀(頻率為40hz)中超聲水洗20min，將水洗后的fcc廢催化劑干燥(溫度70℃，時間為6h)，將干燥后的fcc廢催化劑置于馬弗爐中煅燒(煅燒溫度為700℃，保溫時間5h，升溫速率設(shè)置為10℃/min)，將煅燒后樣品在球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速為400rpm，得到第一物料15.7g，并將所述第一物料過200目篩，備用；

84.(2)在90℃下，將10g的第一物料(占所述第一物料總重量的63.7wt％)、100ml濃度為4mol/l的硫酸進(jìn)行第一酸浸處理，反應(yīng)5h后，過濾得到第一浸出液；向所述第一浸出液中加入5.7g的第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，并調(diào)節(jié)體系ph值至3.5，得到第二浸出液；

85.(3)在90℃下，將175ml的所述第二浸出液、7g的硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，反應(yīng)10min后，將第一接觸反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，得到硫酸稀土復(fù)鹽和第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至4，得到第二混合溶液160ml，加入55ml的萃取劑

?

2進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)體系ph值至5.3，得到水相和油相；其中，所述水相中含有vo

43

?

，所述油相中含有ni

2+

；

86.(4)將所述水相ph值調(diào)節(jié)至2.2后，在90℃下，加入8g硫酸銨，在500rpm下攪拌30min，得到混合漿料，將所述混合漿料進(jìn)行過濾，得到濾渣和濾液，在氧化氣氛保護(hù)下，將所述濾渣置于500℃烘箱中熱解2h，得到五氧化二釩；以及

87.在常溫下，將所述油相與濃度為2mol/l的硫酸進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，反萃50min后得到硫酸鎳溶液，升溫至50℃，向所述硫酸鎳溶液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值為12，并反應(yīng)50min，得到氫氧化鎳。

88.實施例3

89.本實施例提供一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法，該方法包括以下步驟：

90.(1)將14.5g的fcc廢催化劑置于燒杯中，加入100ml的去離子水，在超聲儀(頻率為50hz)中超聲水洗20min，將水洗后的fcc廢催化劑干燥(溫度80℃，時間為6h)，將干燥后的fcc廢催化劑置于馬弗爐中煅燒(煅燒溫度為800℃，保溫時間6h，升溫速率設(shè)置為10℃/min)，將煅燒后樣品在球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速為500rpm，得到第一物料14.4g，并將所述第一物料過200目篩，備用；

91.(2)在90℃下，將10g的第一物料(占所述第一物料總重量的69.4wt％)、100ml濃度為3mol/l的硫酸進(jìn)行第一酸浸處理，反應(yīng)6h后，過濾得到第一浸出液；向所述第一浸出液中加入4.4g第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，并調(diào)節(jié)體系ph值至3.5，得到第二浸出液；

92.(3)在90℃下，將200ml的所述第二浸出液、8g的硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，反應(yīng)10min后，將第一接觸反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，得到硫酸稀土復(fù)鹽和第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至4，得到第二混合溶液180ml，加入60ml的萃取劑

?

1進(jìn)行萃取分離，調(diào)節(jié)體系ph值至5.3，得到水相和油相；其中，所述水相中含有ni

2+

，所述油相中含有vo

43

?

；

93.(4)將所述水相ph值調(diào)節(jié)至2.2后，在90℃下，加入7g硫酸銨，在500rpm下攪拌30min，得到混合漿料，將所述混合漿料進(jìn)行過濾，得到濾渣和濾液，在氧化氣氛保護(hù)下，將所述濾渣置于500℃烘箱中熱解2h，得到五氧化二釩；以及

94.在常溫下，將所述油相與濃度為2mol/l的硫酸進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，反萃40min后得到硫酸鎳溶液，升溫至50℃，向所述硫酸鎳溶液中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值為12，并反應(yīng)50min，得到氫氧化鎳。

95.實施例4

96.本實施例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(2)中，進(jìn)行所述第一酸浸處理的所述第一物料的用量為11g(占所述第一物料總重量的74.3wt％)。

97.實施例5

98.本實施例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(2)

中，進(jìn)行所述第一酸浸處理的所述第一物料的用量為8g(占所述第一物料總重量的54.1wt％)。

99.實施例6

100.本實施例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(3)中，用等體積量的萃取劑

?

3替換萃取劑

?

1。

101.對比例1

102.本對比例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(1)中，fcc廢催化劑不進(jìn)行煅燒。

103.對比例2

104.本對比例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(2)中，在90℃下，將前述得到的全部第一物料、100ml濃度為5mol/l的硫酸進(jìn)行第一酸浸處理，反應(yīng)6h后，過濾得到第一浸出液；即，不進(jìn)行第二酸浸處理。

105.對比例3

106.本對比例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(1)中，所述煅燒溫度為900℃。

107.對比例4

108.本對比例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(1)中，所述煅燒溫度為500℃。

109.對比例5

110.本對比例采用與實施例1相似的方法回收fcc廢催化劑，所不同的是，在步驟(3)中，用等體積量的萃取劑

?

4替換萃取劑

?

1。

111.測試?yán)?

112.分別取0.5g實施例和對比例回收fcc廢催化劑過程中硫酸稀土復(fù)鹽溶解在濃度為0.1mol/l鹽酸中，定容于500ml容量瓶中，通過等離子體發(fā)射光譜(icp)檢測硫酸稀土復(fù)鹽中鑭和鈰的濃度，計算稀土元素鑭和鈰的總回收率；其中，稀土元素鑭和鈰的總回收率計算公式為：[(m

x1

w1)/m1]

×

100％，式(1)。

[0113]

在式(1)中，m

x1

為稀土復(fù)鹽產(chǎn)物質(zhì)量，g；

[0114]

w1為稀土元素鑭和鈰的在稀土產(chǎn)物中的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；

[0115]

m1為第二浸出液中稀土元素鑭和鈰的總質(zhì)量，g。

[0116]

通過實施例和對比例最終回收得到的氫氧化鎳，計算鎳元素的回收率；其中，鎳元素的回收率計算公式為：[(m

x2

w2)/m2]

×

100％，式(2)。

[0117]

在式(2)中，m

x2

為氫氧化鎳產(chǎn)物質(zhì)量，g；

[0118]

w2為鎳元素在氫氧化鎳產(chǎn)物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；

[0119]

m2為第二浸出液中鎳元素的質(zhì)量，g。

[0120]

通過實施例和對比例最終回收得到的五氧化二釩，計算釩元素的回收率；其中，釩元素的回收率計算公式為：[(m

x3

w3)/m3]

×

100％，式(3)。

[0121]

在式(3)中，m

x3

為五氧化二釩產(chǎn)物質(zhì)量，g；

[0122]

w3為釩元素在五氧化二釩產(chǎn)物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；

[0123]

m3為第二浸出液中釩元素的質(zhì)量，g。

[0124]

表2

[0125] 稀土回收率/％鎳元素回收率/％釩元素回收率/％實施例198.2398.797.8實施例292.3797.997.5實施例391.2596.896.9實施例490.3693.794.2實施例589.8893.093.8實施例686.6592.192.9對比例173.3280.880.3對比例272.2981.378.5對比例370.6579.378.3對比例475.3479.479.1對比例572.8880.681.5

[0126]

從表2可以看出，采用本發(fā)明提供的方法不僅能夠綜合回收稀土元素、鎳和釩，而且稀土元素、鎳和釩均能夠達(dá)到較高的回收率。

[0127]

本發(fā)明示例性地提供了實施例1中煅燒前后fcc廢催化劑的外觀圖、實施例1制備得到的硫酸稀土復(fù)鹽的xrd圖和sem圖、實施例1制備得到的氫氧化鎳xrd圖和五氧化二釩xrd圖，分別見圖2

?

圖6。

[0128]

圖2為實施例1中煅燒前后fcc廢催化劑的外觀圖，其中，圖2(a)為實施例1中煅燒前fcc廢催化劑的外觀圖，圖2(b)為實施例1中煅燒后fcc廢催化劑的外觀圖，圖3為實施例1制備得到的硫酸稀土復(fù)鹽的xrd圖，圖4為實施例1制備得到的硫酸稀土復(fù)鹽的sem圖，圖5為實施例1制備得到的氫氧化鎳xrd圖，圖6為實施例1制備得到的五氧化二釩xrd圖。

[0129]

從圖2中可以看出，將fcc廢催化劑進(jìn)行煅燒后不但能夠去除碳和硫，還可以獲得尺寸更均一、平均粒徑更小的fcc廢催化劑。

[0130]

從圖3

?

圖6中可以看出，本發(fā)明提供的方法能夠綜合回收fcc廢催化劑中的稀土元素、鎳元素和釩元素。

[0131]

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，包括各個技術(shù)特征以任何其它的合適方式進(jìn)行組合，這些簡單變型和組合同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種從fcc廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)將fcc廢催化劑進(jìn)行煅燒，得到第一物料，將第一酸溶液與一部分所述第一物料進(jìn)行第一酸浸處理，得到第一浸出液，將所述第一浸出液與剩余部分所述第一物料進(jìn)行第二酸浸處理，得到第二浸出液；所述煅燒的條件至少包括：溫度為600

?

800℃，時間為4

?

8h；(2)將所述第二浸出液與硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，得到第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的ph值至3

?

4，得到第二混合溶液；其中，所述第二混合溶液中含有ni

2+

和vo

43

?

；(3)在萃取劑存在下，將所述第二混合溶液進(jìn)行萃取分離，得到水相和油相；所述萃取劑為體積比為1:2

?

5的p507和磺化煤油的組合；其中，所述水相中含有vo

43

?

，所述油相中含有ni

2+

。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(3)中，所述萃取劑為體積比為1:3

?

4的p507和磺化煤油的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在步驟(1)中，進(jìn)行所述第一酸浸處理的所述第一物料的用量占所述第一物料總重量的60

?

80wt％。4.根據(jù)權(quán)利要求1

?

3中任意一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，進(jìn)行所述第一酸浸處理的所述第一物料的用量占所述第一物料總重量的60

?

70wt％。5.根據(jù)權(quán)利要求1

?

4中任意一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，以所述fcc廢催化劑的總重量為基準(zhǔn)，所述fcc廢催化劑中含有48

?

55wt％三氧化二鋁、40

?

45wt％二氧化硅、1

?

3wt％五氧化二釩、1

?

3wt％三氧化二鑭、0.5

?

1.2wt％五氧化二磷、0.5

?

0.8wt％氧化鎳、0.2

?

0.6wt％三氧化二鐵和0.1

?

0.5wt％二氧化鈰。6.根據(jù)權(quán)利要求1

?

5中任意一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，相對于1g的所述第一物料，所述第一酸溶液的用量為9

?

10ml。7.根據(jù)權(quán)利要求1

?

6中任意一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，所述第一酸浸處理和所述第二酸浸處理的條件各自獨立地包括：溫度為90

?

100℃，時間為3

?

6h。8.根據(jù)權(quán)利要求1

?

7中任意一項所述的方法，其中，在步驟(1)中，所述第一物料的平均粒徑≯200目。9.根據(jù)權(quán)利要求1

?

8中任意一項所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述第一接觸反應(yīng)的條件至少包括：溫度為80

?

90℃，時間為10

?

15min。10.根據(jù)權(quán)利要求1

?

9中任意一項所述的方法，其中，在步驟(2)中，相對于10ml所述第二浸出液，所述硫酸鉀的用量為0.3

?

0.6g。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種從FCC廢催化劑中回收稀土元素、鎳和釩的方法。該方法包括：將煅燒后的FCC廢催化劑進(jìn)行酸浸處理，得到浸出液；將所述浸出液與硫酸鉀進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，得到第一混合溶液，并調(diào)節(jié)所述第一混合溶液的pH值至3

技術(shù)研發(fā)人員：黃國勇 程文博

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（北京）

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.06

技術(shù)公布日：2021/10/26