一種由催化裂化廢催化劑制備硫酸鎳銨的方法與流程

本發明涉及一種由催化裂化廢催化劑制備硫酸鎳銨的方法，屬于危險廢棄物處理和資源回收利用領域。

技術背景

催化裂化廢催化劑是煉油過程中用量最大的一種催化劑，其在使用過程中不斷的與重油分子進行親密接觸，將重油大分子裂解為小分子，實現重油輕質化。研究和分析均表明進入催化裂化裝置的重油通常含有鎳等重金屬，這些重金屬在重油分子的裂化過程中逐漸在催化裂化催化劑上富集，造成催化劑表面上活性中心的中毒，從而使催化劑失去活性成為廢催化劑。

對于催化裂化廢催化劑的處理，之前應用最多的為掩埋。掩埋過程簡單，處理量大，但是這種處理方法變相的將鎳等重金屬置于土壤中，隨著時間的延長，這些附著在廢催化劑上的鎳等重金屬會逐漸變成離子殘留在土壤中或滲透到地下水中，造成元素的流失，同時也造成水土的污染。近期，隨著環保法的不斷完善，人們對環境安全的呼吁日益提高，如何綠色環保的處理催化裂化廢催化劑，將其變成無害物或有價值的產品成為人們研究的熱點。

許多研究報道了通過從催化裂化廢催化劑中提取回收金屬元素等方法來達到處理廢催化劑的目的。CN103290223B公開了一種廢催化劑多金屬綜合回收的方法，該工藝采用選擇性浸出法實現了鎳、鈷、鉬、釩、鋁等金屬的分離與回收，在火法熔煉過程中充分利用了廢催化劑中殘留的有機物的熱值，節約了能源消耗，并避免了傳統工藝中對鋁的浸出，節省了浸出劑消耗，實現了對廢催化劑的處理。專利CN105603195A公開了一種從丙烯腈廢催化劑中提取鉬和鎳的方法，最終得到氧化鉬和草酸鎳產品，工藝簡單，綠色環保，避免了煅燒樣品造成的高能耗和高污染，保證了金屬的高回收率和產品的高純度，有良好的市場應用前景。CN201410339692.2公開了一種以石油加氫廢催化劑為原料生產偏釩酸銨的方法，該方法工藝簡單、便于操作、成本低廉、安全性高。

硫酸鎳銨是一種易溶于水，不溶于乙醇的藍綠色晶體，其在電鍍、印染等領域應用廣泛。現有的制備硫酸鎳銨的原料主要為硫酸鎳和硫酸銨，且目前并無制備硫酸鎳銨的研究報道，更沒有由廢棄物為原料制備硫酸鎳銨的報道。

綜上所述，本文介紹一種操作簡單、成本低廉、綠色環保的由催化裂化廢催化劑制備硫酸鎳銨的方法，提供了一種制備硫酸鎳銨的新思路，拓寬了催化裂化廢催化劑的無害化處理方向，具有環保意義和經濟意義。

附圖說明

圖1為得到的硫酸鎳銨的X射線衍射圖

圖2為不同硫酸銨投入比例下的鎳提取率

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種由催化裂化廢催化劑制備硫酸鎳銨的方法，該方法主要是由含有鎳的催化裂化廢催化劑制備硫酸鎳銨，主要技術方案如下：(1)溶解。將催化裂化廢催化劑置于100～150℃下的20％～65％的硫酸溶液中酸溶，加水稀釋至原體積的2～10倍，過濾除渣得到澄清的含鎳的濾液；(2)反應。在濾液中通入氨水，攪拌析出結晶，直至結晶現象不再繼續增多，當溫度降至0～80℃時過濾得到含鎳稀溶液；(3)濃縮。將含鎳的稀溶液煮沸濃縮至原體積的1/6～1/2；(4)過濾。將得到的濃縮液在不低于90℃下熱過濾得到濃縮后的鎳溶液；(5)結晶。將(4)中得到的濾液重新煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后降溫冷卻至室溫，靜置不小于12h結晶得到硫酸鎳銨結晶。

本發明所提及的由催化裂化廢催化劑制備硫酸鎳銨的方法，操作簡單，綠色環保，既開發了回收鎳的新思路，又增加了鎳的回收形式，具有應用創新的重要意義。

實施例1

將鎳含量1.5％的催化裂化廢催化劑和水按照固含量30％的比例在搪瓷反應釜中進行混合打漿，打漿均勻后，按照反應體系為40％的酸濃度將濃硫酸加入到反應釜中，控制反應溫度為120℃，反應3h后，將反應物料進行稀釋過濾后得到含有鎳的濾液，在濾液中通入氨氣或加入氨水，降溫至20℃，直至不產生結晶為止，過濾得到濾液1。

將濾液1在加熱器上加熱至沸騰并蒸發至體積為原體積的1/3，熱過濾后得到濾液2，將濾液2煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后，降溫至室溫靜置24h后得到硫酸鎳銨晶體。

實施例2

將鎳含量1.0％的催化裂化廢催化劑和水按照固含量30％的比例在搪瓷反應釜中進行混合打漿，打漿均勻后，按照反應體系為50％的酸濃度將濃硫酸加入到反應釜中，控制反應溫度為120℃，反應3h后，將反應物料進行稀釋過濾后得到含有鎳的濾液，在濾液中通入氨氣或加入氨水，降溫至10℃，直至不產生結晶為止，過濾得到濾液1。

將濾液1在加熱器上加熱至沸騰并蒸發至體積為原體積的1/3，熱過濾后得到濾液2，將濾液2煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后，降溫至室溫靜置28h后得到硫酸鎳銨晶體。

實施例3

將鎳含量0.9％的催化裂化廢催化劑和水按照固含量30％的比例在搪瓷反應釜中進行混合打漿，打漿均勻后，按照反應體系為50％的酸濃度將濃硫酸加入到反應釜中，控制反應溫度為130℃，反應3h后，將反應物料進行稀釋過濾后得到含有鎳的濾液，在濾液中通入氨氣 或加入氨水，降溫至10℃，直至不產生結晶為止，過濾得到濾液1。

將濾液1在加熱器上加熱至沸騰并蒸發至體積為原體積的1/4，熱過濾后得到濾液2，將濾液2煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后，降溫至室溫靜置30h后得到硫酸鎳銨晶體。

實施例4

將鎳含量1.2％的催化裂化廢催化劑和水按照固含量30％的比例在搪瓷反應釜中進行混合打漿，打漿均勻后，按照反應體系為40％的酸濃度將濃硫酸加入到反應釜中，控制反應溫度為140℃，反應3h后，將反應物料進行稀釋過濾后得到含有鎳的濾液，在濾液中通入氨氣或加入氨水，降溫至20℃，直至不產生結晶為止，過濾得到濾液1。

將濾液1在加熱器上加熱至沸騰并蒸發至體積為原體積的1/5，熱過濾后得到濾液2，將濾液2煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后，降溫至室溫靜置24h后得到硫酸鎳銨晶體。

實施例5

將鎳含量1.5％的催化裂化廢催化劑和水按照固含量30％的比例在搪瓷反應釜中進行混合打漿，打漿均勻后，按照反應體系為50％的酸濃度將濃硫酸加入到反應釜中，控制反應溫度為150℃，反應3h后，將反應物料進行稀釋過濾后得到含有鎳的濾液，在濾液中通入氨氣或加入氨水，降溫至10℃，直至不產生結晶為止，過濾得到濾液1。

將濾液1在加熱器上加熱至沸騰并蒸發至體積為原體積的1/6，熱過濾后得到濾液2，將濾液2煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后，降溫至室溫靜置24h后得到硫酸鎳銨晶體。

實施例6

將鎳含量2.0％的催化裂化廢催化劑和水按照固含量30％的比例在搪瓷反應釜中進行混合打漿，打漿均勻后，按照反應體系為60％的酸濃度將濃硫酸加入到反應釜中，控制反應溫度為120℃，反應3h后，將反應物料進行稀釋過濾后得到含有鎳的濾液，在濾液中通入氨氣或加入氨水，降溫至20℃，直至不產生結晶為止，過濾得到濾液1。

將濾液1在加熱器上加熱至沸騰并蒸發至體積為原體積的1/4，熱過濾后得到濾液2，將濾液2煮沸后加入硫酸銨，待其完全溶解后，降溫至室溫靜置24h后得到硫酸鎳銨晶體。