本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域廢催化劑回收及危險(xiǎn)固廢資源化利用，具體涉及一種利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球原油儲(chǔ)量的逐漸枯竭、石油資源重質(zhì)化趨勢(shì)的加劇，以及人們對(duì)輕質(zhì)、優(yōu)質(zhì)能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)，重油加工的重要性日益凸顯。加氫處理技術(shù)因其能夠?qū)⒅刭|(zhì)、低品質(zhì)原油高效轉(zhuǎn)化為更清潔、更高價(jià)值的產(chǎn)品，已被視為重油加工領(lǐng)域一種極具潛力的解決方案。然而，由于重油中含有較高比例的碳以及重金屬(如釩和鎳等)，重油加氫處理催化劑極易失活，使用壽命通常僅為0.5～1年。與其他加氫處理工藝中使用的催化劑相比，廢重油加氫處理催化劑表現(xiàn)出更嚴(yán)重的焦炭沉積、v和ni中毒以及熱降解，使這些催化劑幾乎不可能再生。因此，利用這些催化劑中高濃度的有價(jià)金屬，開(kāi)發(fā)有效的金屬回收技術(shù)對(duì)于減輕環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和解決有價(jià)金屬短缺問(wèn)題至關(guān)重要。

2、廢重油加氫催化劑富含釩(v)、鉬(mo)和鎳(ni)等有價(jià)金屬，是一種極具潛力的二次資源?，F(xiàn)有技術(shù)中，浸出法是從廢催化劑中回收這些金屬的主要途徑。傳統(tǒng)化學(xué)浸出劑雖然具有回收率高、操作簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但常用的無(wú)機(jī)酸(如硫酸、鹽酸、硝酸)或堿性試劑(如氫氧化鈉、氨水)具有極強(qiáng)的腐蝕性，且在使用后會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的廢液，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，開(kāi)發(fā)一種環(huán)境友好、低成本且高效的金屬回收技術(shù)，尤其是適合溫和條件下操作的綠色溶劑，具有重要意義。

3、低共熔溶劑(deep?eutectic?solvents，簡(jiǎn)稱des)作為一種新興的綠色溶劑，因其低毒性、可生物降解性和不揮發(fā)性，近年來(lái)成為金屬回收領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。des可以在常溫常壓下制備，其優(yōu)異的溶解能力和化學(xué)穩(wěn)定性使其成為廢催化劑金屬回收的一種環(huán)保替代方案。然而，現(xiàn)有的des體系在重油加氫廢催化劑中金屬選擇性分離回收方面仍存在一定局限，尚難以實(shí)現(xiàn)對(duì)釩、鉬的高效選擇性提取及與鎳的高效分離。因此，開(kāi)發(fā)一種基于des體系的創(chuàng)新性方法，以實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)境友好的金屬提取與分離，是亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用氯化膽堿(chcl)和草酸(oa)作為低共熔溶劑的主要組分，利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，通過(guò)綠色溫和的工藝，實(shí)現(xiàn)了釩和鉬的高效選擇性提取，并與鎳實(shí)現(xiàn)高效分離。

2、上述發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，包括如下步驟：

4、重油加氫廢催化劑的預(yù)處理，將所述重油加氫廢催化劑通過(guò)熱解和焙燒后研磨，得到浸出原料；

5、初步低共熔溶劑的制備，將氫鍵受體氯化膽堿和氫鍵供體草酸混合，加熱攪拌，直到形成均勻透明的溶液，冷卻得到所述初步低共熔溶劑；

6、穩(wěn)定低共熔溶劑的制備，將所述初步低共熔溶劑進(jìn)行加熱處理，得到所述穩(wěn)定低共熔溶劑；

7、浸出劑的制備，向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入去離子水，得到所述浸出劑；

8、浸出反應(yīng)，將所述浸出原料與所述浸出劑混合進(jìn)行浸出，反應(yīng)結(jié)束后分離固相和液相，得到高釩鉬浸出液和富鎳浸出渣。

9、進(jìn)一步地，所述熱解包括：在氮?dú)鈿夥障聦⑺鲋赜图託鋸U催化劑加熱至540℃-560℃，保溫0.5h-1h后停止加熱，氮?dú)獯祾叩魵堄鄽怏w；所述焙燒包括：在空氣氣氛下將所述重油加氫廢催化劑加熱至540℃-560℃，保溫1.5h-2.5h。

10、進(jìn)一步地，所述初步低共熔溶劑的制備，包括：將所述氫鍵受體氯化膽堿和所述氫鍵供體草酸按照摩爾比(3-1)：(1-3)混合，在70℃-80℃下以200轉(zhuǎn)/分-400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌，直到形成均勻透明的溶液，冷卻得到所述初步低共熔溶劑。

11、更進(jìn)一步地，所述初步低共熔溶劑的制備，包括：將所述氫鍵受體氯化膽堿和所述氫鍵供體草酸按照摩爾比1:2混合，在80℃下以400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌，直到形成均勻透明的溶液，冷卻得到所述初步低共熔溶劑。

12、進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定低共熔溶劑的制備，包括：將所述初步低共熔溶劑在50℃-70℃下保溫24h-48h，得到所述穩(wěn)定低共熔溶劑。

13、進(jìn)一步地，所述浸出劑的制備，包括：向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入體積比10％-40％的去離子水，得到所述浸出劑。

14、更進(jìn)一步地，所述浸出劑的制備，包括：向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入體積比30％的去離子水，得到所述浸出劑。

15、進(jìn)一步地，所述浸出反應(yīng)，包括：所述浸出劑與所述浸出原料的液固比ml/g為15-25，浸出溫度為60℃-90℃，浸出時(shí)間為1h-5h。

16、更進(jìn)一步地，所述浸出反應(yīng)，包括：所述浸出劑與所述浸出原料的液固比ml/g為20，浸出溫度為80℃，浸出時(shí)間為3h。

17、進(jìn)一步地，當(dāng)滿足以下條件時(shí)所述液相中釩的浸出率達(dá)到97％以上，所述液相中鉬的浸出率達(dá)到95％以上，所述液相中鎳的浸出率小于2％；所述條件包括：所述氫鍵受體氯化膽堿和所述氫鍵供體草酸的摩爾比為1:2，向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入體積比30％的去離子水得到所述浸出劑，以及所述浸出反應(yīng)條件為所述浸出劑與所述浸出原料的液固比ml/g為20，浸出溫度為80℃，浸出時(shí)間為3h。

18、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少包括以下有益效果：

19、(1)本發(fā)明采用氯化膽堿和草酸作為低共熔溶劑(des)的主要組分，克服了傳統(tǒng)強(qiáng)腐蝕性浸出劑的缺點(diǎn)，沒(méi)有產(chǎn)生高鹽廢水，具有綠色環(huán)保、低毒性和良好的生物相容性。此外，des原料來(lái)源廣泛、成本低廉，合成步驟簡(jiǎn)單，工業(yè)化潛力巨大。

20、(2)在低共熔溶劑中加入適量去離子水，不僅有效降低了溶劑的粘度，還進(jìn)一步降低了處理成本，同時(shí)顯著提升了浸出效率和分離效率。

21、(3)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了釩的浸出效率高達(dá)97.8％、鉬的浸出效率達(dá)到95.1％，而鎳的浸出效率僅為1.8％，成功實(shí)現(xiàn)了釩、鉬的高效浸出及與鎳的一步高效分離。

22、(4)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了廢重油加氫催化劑中有價(jià)金屬的高效提取和資源化利用，為廢催化劑處理和金屬資源循環(huán)利用提供了一種綠色高效的新路徑，展現(xiàn)了良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述初步低共熔溶劑的制備，包括：將所述氫鍵受體氯化膽堿和所述氫鍵供體草酸按照摩爾比(3-1)：(1-3)混合，在70℃-80℃下以200轉(zhuǎn)/分-400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌，直到形成均勻透明的溶液，冷卻得到所述初步低共熔溶劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述初步低共熔溶劑的制備，包括：將所述氫鍵受體氯化膽堿和所述氫鍵供體草酸按照摩爾比1:2混合，在80℃下以400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌，直到形成均勻透明的溶液，冷卻得到所述初步低共熔溶劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定低共熔溶劑的制備，包括：將所述初步低共熔溶劑在50℃-70℃下保溫24h-48h，得到所述穩(wěn)定低共熔溶劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述浸出劑的制備，包括：向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入體積比10％-40％的去離子水，得到所述浸出劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述浸出劑的制備，包括：向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入體積比30％的去離子水，得到所述浸出劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述浸出反應(yīng)，包括：所述浸出劑與所述浸出原料的液固比ml/g為15-25，浸出溫度為60℃-90℃，浸出時(shí)間為1h-5h。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，所述浸出反應(yīng)，包括：所述浸出劑與所述浸出原料的液固比ml/g為20，浸出溫度為80℃，浸出時(shí)間為3h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，其特征在于，當(dāng)滿足以下條件時(shí)：所述氫鍵受體氯化膽堿和所述氫鍵供體草酸的摩爾比為1:2，向所述穩(wěn)定低共熔溶劑中加入體積比30％的去離子水得到所述浸出劑，以及所述浸出反應(yīng)條件為所述浸出劑與所述浸出原料的液固比ml/g為20，浸出溫度為80℃，浸出時(shí)間為3h；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用低共熔溶劑從重油加氫廢催化劑中高效選擇性提取釩鉬和富集鎳的方法，包括：將重油加氫廢催化劑通過(guò)熱解和焙燒后研磨，得到浸出原料；將氫鍵受體氯化膽堿和氫鍵供體草酸混合，加熱攪拌，直到形成均勻透明的溶液，冷卻得到初步低共熔溶劑；將初步低共熔溶劑進(jìn)行加熱處理，得到穩(wěn)定低共熔溶劑；向穩(wěn)定低共熔溶劑中加入去離子水，得到浸出劑；將浸出原料與浸出劑混合進(jìn)行浸出，反應(yīng)結(jié)束后分離固相和液相，得到高釩鉬浸出液和富鎳浸出渣。本發(fā)明采用氯化膽堿和草酸作為低共熔溶劑主要組分，具有綠色環(huán)保、低毒性和良好的生物相容性，釩鉬的浸出率均可達(dá)95％以上，實(shí)現(xiàn)了廢重油加氫催化劑中有價(jià)金屬的高效提取和資源化利用。

技術(shù)研發(fā)人員：孫樹(shù)臣,陳婧怡,陳晶,涂贛峰,肖發(fā)新,羅緒威,陳俊強(qiáng),楊子晏,隋成富,于闊沛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24