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废FCC 催化剂综合利用开发技术研究报告 废FCC 催化剂稀土回收技术报告 2011-5-14 废FCC 催化剂综合利用开发技术研究报告 1 项目背景 1.1 意义 含分子筛的 FCC 催化剂在催化裂化过程中已得到普遍使用。该类催化剂具 有活性高、选择性好、稳定性高以及抗毒能力强等特点。在 FCC 催化剂中，大 量应用了含稀土分子筛的催化剂。稀土型分子筛催化剂的显著特点是具有较高的 热稳定性和抗水蒸气性能，并可改善再生性能；稀土型分子筛催化剂在使用长时 间以后，由于种种原因，催化活性降低，催化效率下降，因此可能被作为废弃物 处理，造成资源的浪费。现在，稀土元素的应用范围不断扩展，在国民经济各个 领域中的应用越来越多，而其资源则越来越少。基于以上原因，可以对其中的稀 土元素等进行回收再利用。 废 FCC 催化剂中含有较多的有价元素，如稀土，铝、镍、钒、铜、钴等。 这些资源为不可再生的战略物质，国家鼓励对其再生循环利用。废 FCC 催化剂 中，稀土含量约2~5% ，含量作为矿产开采已是一个相当高的含量了。另外少量 的其它有色金属，随稀土一起回收，不仅增加了收入、降低回收成本，而且净化 了环境。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 国外虽然很重视稀土资源的回收利用，但从废FCC 催化剂中回收稀土的研 究工作尚未见报道。在其他废催化剂中有回收稀土的例子。如，美国专利 3888793，将废烃转化催化剂煅烧后再用浸出——离子交换分离技术进行稀土的 回收，分别制备高纯的稀土氧化物或再加工制成稀土金属。催化剂中其它金属元 素（Ni 、Co、Cu ）的回收则是先萃取富集后再用电化学方法进行高纯金属的制 备。虽然这种回收分离技术的成本很高，但其产品的附加值也相当高。日本用萃 取分离法从稀土冶炼残渣中回收低含量稀土。通过文献查阅，目前尚未发现有关 从FCC 废催化剂中回收稀土及其有价元素的专利报道。 国内针对废FCC 催化剂中有价元素的回收工作尚未开展。但从各种废料中 回收稀土的研究工作很多。如，采用先焙烧再酸浸的工艺从钕铁硼边角废料中回 收稀土；包钢采用浮-磁-重联合流程从强磁尾矿中回收少量稀土；上海耀龙有色 金属有限公司用湿化冶金的方法从独居石冶炼过程产生的放射性污水沉淀渣中 回收稀土；催化剂齐鲁分公司用碳酸钠沉淀法回收分子筛生产污水中氯化稀土； 废FCC 催化剂综合利用开发技术研究报告 长岭炼油化工总厂催化剂厂用萃取法回收分子筛滤液中稀土。总之，由于稀土等 资源的不可再生，人们对其回收利用非常重视。 1.3 本项目的主要研究内容及创新性 我国炼油工业发展迅速，炼油过程对 FCC 催化剂的需求量大幅增加，同时 也产生了大量的废FCC 催化剂。据统计，目前中国石化股份公司每年产生废FCC 催化剂达50000 吨左右。废FCC 催化剂一方面是国家控制的有毒固体废弃物， 需要进行无害化处理。另一方面又是一种含有价金属如稀土、铝、钒、镍的重要 二次资源。近年这些金属价格的不断攀升，加大了FCC 催化剂的生产成本。 催化剂分公司是国内专业生产 FCC 类催化剂的厂家。目前每年生产销售此 类催化剂近 10 万吨。按照国际惯例，催化剂分公司产品在出口中用户就提到使 用后的废催化剂的处理问题，为了适应未来国家环保法规与国际的接轨和中石化 催化剂在开拓国际市场中处于有利地位，中石化股份公司已开始重视废催化剂的 回收循环利用的工作。 废FCC 催化剂呈微球形，其中含有一定量的待回收元素，包括2~6%的稀土 元素及一些有价的有色金属元素。大部分金属元素是以离子状态存在。因此，根 据废催化剂的特性及其有价元素最后回收成产品的形式，采用以下方法进行实 验： 1）采用湿法浸出法浸出所有可溶金属元素。采用酸性溶液在一定条件下将 稀土离子及其他有色金属如Ni 、V 、Al 、Fe 、Cu、Co 等元素一一浸出。 2 ）碱法回收铝，采用加入强碱的方法使浸出液中铝生成氢氧化铝后，随着 碱的继续加入，氢氧化铝溶解生成偏铝酸盐溶液，其它金属离子则生成沉淀，从 而达到分离出铝元素的目的。 3 ）萃取法回收稀土，除去铝后的溶液采用萃取法从溶液中萃取回收了稀土 和钒。 4 ）离子交换法，采用离子交换法分离萃取得到的溶液中的稀