CN114315312A - 一种采用锂电池废料的亚金陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，其特征在于，按质量份数计，该采用锂电池废料的亚金陶瓷的配方包括：去锂电池废料90‑140份、石英20‑50份、高岭土100‑140份；本发明通过采用去锂电池废料制备亚金陶瓷，代替了现有技术中添加一些贵金属制备亚金陶瓷，节约了金属资源，并其对废旧锂电池进行回收利用也节约了制备成本，而且通过将废旧锂电池中的锂元素提取出，节约了锂矿资源，再者，由于采用废旧锂电池提取物废料，虽然已经将废旧废旧锂电池中锂元素提取出，但是废渣中还存有一定的锂成份，所以本亚金陶瓷具有一定的耐热性能，比普通的日用陶瓷的耐熱性更高。
Description
技术领域
本发明属于亚金陶瓷技术领域，具体涉及一种采用锂电池废料的亚金陶瓷；尤其还涉及一种采用锂电池废料的亚金陶瓷的制备方法。
背景技术
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成型和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
现有的亚金陶瓷，大多是在陶瓷制备时添加一些贵金属，制成亚金陶瓷，制备成本高，因此我们提出一种采用锂电池废料的亚金陶瓷及其制备方法，能合理的利用废旧锂电池，节约了成本以及金属资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用锂电池废料的亚金陶瓷及其制备方法，以解决上述背景技术中提出现有陶瓷制备时添加一些贵金属，制成亚金陶瓷，制备成本高的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，按质量份数计，该采用锂电池废料的亚金陶瓷的配方包括：去锂电池废料90-140份、石英20-50份、高岭土100-140份；
所述去锂电池废料制备包括如下步骤：
S1、将废旧锂电池中放入粉碎机粉碎，然后将粉碎后的废旧锂电池放入破碎机中将结块打散；
S2、通过筛分后将去锂电池废料加入搅拌机中采用30r/min-50r/min的转速匀速搅拌，保持2h-3h
S3、将废旧锂电池材料粉末、固体还原剂与分散剂按照一定比例充分混匀，并置于磨机上混匀磨细；
S4、将磨好的物料与分解剂混匀，将混匀的物料配入添加剂置于还原炉内还原焙烧，并控制还原炉气氛；
S5、还原焙烧料进行气氛保护下的冷淬，冷淬后配入球磨添加剂进行活化球磨；
S6、球磨后的焙烧料配入浸出剂，配料后进行常压或氧压浸出，浸出后过滤，得到锂盐溶液和浸出渣，浸出渣即为去锂电池废料。
优选的，去锂电池废料90份、石英20份、高岭土100份。
优选的，去锂电池废料115份、石英40份、高岭土120份。
优选的，去锂电池废料140份、石英50份、高岭土140份。
一种权利要求1所述的采用锂电池废料亚金陶瓷的制备方法，该所述采用锂电池废料亚金陶瓷包括含釉亚金陶瓷和无釉亚金陶瓷，其中无釉亚金陶瓷的制备方法具体如下：
S1、备料，根据亚金陶瓷的配方，按照质量分数称取所有材料，备用；
S2、原料筛分，通过150目筛对高岭土进行筛分，将筛出的高岭土结块通过粉碎机粉碎后，通过150目筛进行二次筛分；
S3、混料，将过筛后的高岭土与石英、去锂电池废料放入混料机进行低速搅拌，搅拌时长为30min-60min；
S4、研磨，将上述混合后的材料按照原料：球磨子：水的质量比为1:1.5:0.6进行研磨，制成浆料；
S5、浆料过筛，将上述浆料过220目筛，及其中结块筛除，然后采用压榨的方式练泥，备用；
S6、成型和修坯：将练好的泥条滚压成型，按照需求挤出成型陶瓷，修整成型陶瓷表面，剔除成型陶瓷表面的堵孔泥料；
S7、烧制，将上述成型陶瓷放入烧结炉中烧制，烧结炉的烧制温度为1000℃-1200℃，烧制时长为8h-12h，得到亚金陶瓷。
优选的，步骤S3中所述的低速搅拌的转速为20r/min-35r/min，所述中速搅拌的转速为50r/min-70r/min。
优选的，步骤S6中所述的压榨的方式练泥，具体采用压滤机进行压榨练泥
优选的，所述含釉亚金陶瓷的制备方法包括如下步骤：
S1、按照质量分数称取所有材料，备用；
S2、将原料放入搅拌反应釜中进行搅拌，使其混合均匀；
S3、混合物料输送到球磨桶中进行粉碎，并加入溶剂和悬浮剂进行研磨混合，研磨的时间不低于24小时；
S4、混合液通过100目的标准筛将其过筛进行过筛，除去杂质，制成釉水。
优选的，所述含釉亚金陶瓷的涂釉方法具体为：
S1、取普通烧制后的陶瓷，使用高压***对陶瓷表面进行清理，清理除去陶瓷表面的灰尘；
S2、将清理干净后的陶瓷放入加热箱进行预热，预热温度在120-150℃；
S3、将预热后的陶瓷放置通过釉水喷涂机进行预喷涂；
S4、在预喷涂完成后，在喷涂装置内进行烘干，同时检测喷涂的完成性；
S5、对完成性合格且烘干后的陶瓷通过釉水喷涂机进行二次喷涂；
S6、喷涂完毕后进行烧制完成上釉。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过采用去锂电池废料制备亚金陶瓷，代替了现有技术中添加一些贵金属制备亚金陶瓷，节约了金属资源，并其对废旧锂电池进行回收利用也节约了制备成本，而且通过将废旧锂电池中的锂元素提取出，节约了锂矿资源，再者，由于采用废旧锂电池提取物废料，虽然已经将废旧废旧锂电池中锂元素提取出，但是废渣中还存有一定的锂成份，所以本亚金陶瓷具有一定的耐热性能，比普通的日用陶瓷的耐熱性更高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，按质量份数计，该采用锂电池废料的亚金陶瓷的配方包括：去锂电池废料90份、石英20份、高岭土100份；
所述去锂电池废料制备包括如下步骤：
S1、将废旧锂电池中放入粉碎机粉碎，然后将粉碎后的废旧锂电池放入破碎机中将结块打散；
S2、通过筛分后将去锂电池废料加入搅拌机中采用30r/min-50r/min的转速匀速搅拌，保持2h-3h
S3、将废旧锂电池材料粉末、固体还原剂与分散剂按照一定比例充分混匀，并置于磨机上混匀磨细；
S4、将磨好的物料与分解剂混匀，将混匀的物料配入添加剂置于还原炉内还原焙烧，并控制还原炉气氛；
S5、还原焙烧料进行气氛保护下的冷淬，冷淬后配入球磨添加剂进行活化球磨；
S6、球磨后的焙烧料配入浸出剂，配料后进行常压或氧压浸出，浸出后过滤，得到锂盐溶液和浸出渣，浸出渣即为去锂电池废料。
该所述采用锂电池废料亚金陶瓷包括含釉亚金陶瓷和无釉亚金陶瓷，其中无釉亚金陶瓷的制备方法具体如下：
S1、备料，根据亚金陶瓷的配方，按照质量分数称取所有材料，备用；
S2、原料筛分，通过150目筛对高岭土进行筛分，将筛出的高岭土结块通过粉碎机粉碎后，通过150目筛进行二次筛分；
S3、混料，将过筛后的高岭土与石英、去锂电池废料放入混料机进行低速搅拌，搅拌时长为30min-60min；
步骤S3中所述的低速搅拌的转速为20r/min-35r/min，所述中速搅拌的转速为50r/min-70r/min；
S4、研磨，将上述混合后的材料按照原料：球磨子：水的质量比为1:1.5:0.6进行研磨，制成浆料；
S5、浆料过筛，将上述浆料过220目筛，及其中结块筛除，然后采用压榨的方式练泥，备用；
步骤S5中具体采用压滤机进行压榨练泥，压滤机的结构由机架、压紧机构和过滤机构三部分组成：
机架是压滤机的基础部件，两端是止推板和压紧头，两侧的大梁将二者连执着起来，大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板；
1、止推板：它与支座连接将压滤机的一端坐落在地基上，厢式压滤机的止推板中间是进料孔，四个角还有四个孔，上两角的孔是洗涤液或压榨气体进口，下两角为出口；
2、压紧板：用以压紧滤板滤框，两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动；
3、大梁：是承重构件，根据使用环境防腐的要求，可选择硬质聚氯乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料等涂覆；
压紧机构分为三大类，具体为：手动压紧机构、机械压紧机构、液压压紧机构；
手动压紧：是以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧；
机械压紧：压紧机构由电动机配置先进的过载保护器减速器、齿轮付、丝杆和固定螺母组成，压紧时，电动机正转，带动减速器、齿轮付，使丝杆在固定丝母中转动，推动压紧板将滤板、滤框压紧，当压紧力越来越大时，电机负载电流增大，当大到保护器设定的电流值时，达到最大压紧力，电机切断电源，停止转动，由于丝杆和固定丝母有可靠的自锁螺旋角，能可靠地保证工作过程中的压紧状态，退回时，电机反转，当压紧板上的压块，触压到行程开关时退回停止；
液压压紧：液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压紧板连接的哈夫兰卡片液压站的结构组成有：电机、油泵、溢流阀调节压力、换向阀、压力表、油路、油箱，液压压紧机械压紧时，由液压站供高压油，油缸与活塞构成的元件腔充满油液，当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时，压紧板缓慢地压紧滤板，当压紧力达到溢流阀设定的压力值由压力表指针显示时，滤板、滤框板框式或滤板厢式被压紧，溢流阀开始卸荷，这时，切断电机电源，压紧动作完成，退回时，换向阀换向，压力油进入油缸的有杆腔，当油压能克服压紧板的摩擦阻力时，压紧板开始退回，液压压紧为自动保压时，压紧力是由电接点压力表控制的，将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值，当压紧力达到压力表的上限时，电源切断，油泵停止供电，由于油路***可能产生的内漏和外漏造成压紧力下降，当降到压力表下限指针时，电源接通，油泵开始供油，压力达到上限时，电源切断，油泵停止供油，这样循环以达到过滤物料的过程中保证压紧力的效果；
过滤机构由滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成，滤板两侧由滤布包覆，需配置压榨隔膜时，一组滤板由隔膜板和侧板组成，隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜，隔膜外边包覆着滤布，侧板即普通的滤板，物料从止推板上的时料孔进入各滤室，固体颗粒因其粒径大于过滤介质滤布的孔径被截留在滤室里，滤液则从滤板下方的出液孔流出，滤饼需要榨干时，除用隔膜压榨外，还可用压缩空气或蒸气，从洗涤口通入，气流冲去滤饼中的水份，以降低滤饼的含水率；
过滤方式具体为：
滤液流出的方式分明流过滤和暗流过滤，
A、明流过滤：每个滤板的下方出液孔上装有水咀，滤液直观地从水咀里流出，
B、暗流过滤：每个滤板的下方设有出液通道孔，若干块滤板的出液孔连成一个出液通道，由止推板下方的出液孔相连接的管道排出，
洗涤方式具体为：
滤饼需要洗涤时，有明流单向洗涤和双向洗涤，暗流单向洗涤和双向洗涤，
A、明流单向洗涤是，洗液从止推板的洗液进孔依次进入，穿过滤布再穿过滤饼，从无孔滤板流出，这时有孔板的出液水咀处于关闭状态，无孔板的出液水咀是开启状态，
B、明流双向洗涤是，洗液从止推板上方的两侧洗液进孔先后两次洗涤，即洗液先从一侧洗涤再从另一侧洗涤，洗液的出口同进口是对角线方向，所以又叫双向交叉洗涤，
C、暗流单向流涤是，洗液从止推板的洗液进孔依次进入有孔板，穿过滤布再穿过滤饼，从无孔滤板流出，
D、暗流双向洗涤是洗液从止板上方的两侧的两个洗液进孔先后两次洗涤，即洗涤先从一侧洗涤，再从另一侧洗涤，洗液的出口是对角线方向，所以又叫暗流双向交叉洗涤，
其中，滤布是一种主要过滤介质，滤布的选用和使用，对过滤效果有决定性的作用，选用时要根据过滤物料的PH值，固体粒径等因素选用合适的滤布材质和孔径以保证低的过滤成本和高的过滤效率，使用时，要保证滤布平整不打折，孔径畅通；
S6、成型和修坯：将练好的泥条滚压成型，按照需求挤出成型陶瓷，修整成型陶瓷表面，剔除成型陶瓷表面的堵孔泥料；
步骤S6中所述的压榨的方式练泥，具体采用压滤机进行压榨练泥；
S7、烧制，将上述成型陶瓷放入烧结炉中烧制，烧结炉的烧制温度为1000℃-1200℃，烧制时长为8h-12h，得到亚金陶瓷。
所述含釉亚金陶瓷的制备方法包括如下步骤：
S1、按照质量分数称取所有材料，备用；
S2、将原料放入搅拌反应釜中进行搅拌，使其混合均匀；
S3、混合物料输送到球磨桶中进行粉碎，并加入溶剂和悬浮剂进行研磨混合，研磨的时间不低于24小时；
S4、混合液通过100目的标准筛将其过筛进行过筛，除去杂质，制成釉水。
所述含釉亚金陶瓷的涂釉方法具体为：
S1、取普通烧制后的陶瓷，使用高压***对陶瓷表面进行清理，清理除去陶瓷表面的灰尘；
S2、将清理干净后的陶瓷放入加热箱进行预热，预热温度在120-150℃；
S3、将预热后的陶瓷放置通过釉水喷涂机进行预喷涂；
S4、在预喷涂完成后，在喷涂装置内进行烘干，同时检测喷涂的完成性；
S5、对完成性合格且烘干后的陶瓷通过釉水喷涂机进行二次喷涂；
S6、喷涂完毕后进行烧制完成上釉。
实施例2
与实施例1不同的地方在于：按质量份数计，该采用锂电池废料的亚金陶瓷的配方包括：去锂电池废料115份、石英40份、高岭土120份。
实施例3
与实施例1不同的地方在于：按质量份数计，该采用锂电池废料的亚金陶瓷的配方包括：去锂电池废料140份、石英50份、高岭土140份
本发明三组实施例的具体配方数据如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 去锂电池废料 | 90份 | 115份 | 140份 |
| 石英 | 20份 | 40份 | 50份 |
| 高岭土 | 100份 | 120份 | 140份 |
本发明通过采用去锂电池废料制备亚金陶瓷，代替了现有技术中添加一些贵金属制备亚金陶瓷，节约了金属资源，并其对废旧锂电池进行回收利用也节约了制备成本，而且通过将废旧锂电池中的锂元素提取出，节约了锂矿资源，再者，由于采用废旧锂电池提取物废料，虽然已经将废旧废旧锂电池中锂元素提取出，但是废渣中还存有一定的锂成份，所以本亚金陶瓷具有一定的耐热性能，比普通的日用陶瓷的耐熱性更高。
本发明制备亚金陶瓷时，能直接制备含釉亚金陶瓷和无釉亚金陶瓷，无釉亚金陶瓷直接制备成釉水，将釉水涂覆在普通陶瓷上，也能使普通陶瓷具备亚金陶瓷的性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，其特征在于，按质量份数计，该采用锂电池废料的亚金陶瓷的配方包括：去锂电池废料90-140份、石英20-50份、高岭土100-140份；
所述去锂电池废料制备包括如下步骤：
S1、将废旧锂电池中放入粉碎机粉碎，然后将粉碎后的废旧锂电池放入破碎机中将结块打散；
S2、通过筛分后将去锂电池废料加入搅拌机中采用30r/min-50r/min的转速匀速搅拌，保持2h-3h
S3、将废旧锂电池材料粉末、固体还原剂与分散剂按照一定比例充分混匀，并置于磨机上混匀磨细；
S4、将磨好的物料与分解剂混匀，将混匀的物料配入添加剂置于还原炉内还原焙烧，并控制还原炉气氛；
S5、还原焙烧料进行气氛保护下的冷淬，冷淬后配入球磨添加剂进行活化球磨；
S6、球磨后的焙烧料配入浸出剂，配料后进行常压或氧压浸出，浸出后过滤，得到锂盐溶液和浸出渣，浸出渣即为去锂电池废料。
2.根据权利要求1所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，其特征在于：去锂电池废料90份、石英20份、高岭土100份。
3.根据权利要求1所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，其特征在于：去锂电池废料115份、石英40份、高岭土120份。
4.根据权利要求1所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷，其特征在于：去锂电池废料140份、石英50份、高岭土140份。
5.一种权利要求1所述的采用锂电池废料亚金陶瓷的制备方法，其特征在于：该所述采用锂电池废料亚金陶瓷包括含釉亚金陶瓷和无釉亚金陶瓷，其中无釉亚金陶瓷的制备方法具体如下：
S1、备料，根据亚金陶瓷的配方，按照质量分数称取所有材料，备用；
S2、原料筛分，通过150目筛对高岭土进行筛分，将筛出的高岭土结块通过粉碎机粉碎后，通过150目筛进行二次筛分；
S3、混料，将过筛后的高岭土与石英、去锂电池废料放入混料机进行低速搅拌，搅拌时长为30min-60min；
S4、研磨，将上述混合后的材料按照原料：球磨子：水的质量比为1:1.5:0.6进行研磨，制成浆料；
S5、浆料过筛，将上述浆料过220目筛，及其中结块筛除，然后采用压榨的方式练泥，备用；
S6、成型和修坯：将练好的泥条滚压成型，按照需求挤出成型陶瓷，修整成型陶瓷表面，剔除成型陶瓷表面的堵孔泥料；
S7、烧制，将上述成型陶瓷放入烧结炉中烧制，烧结炉的烧制温度为1000℃-1200℃，烧制时长为8h-12h，得到亚金陶瓷。
6.根据权利要求5所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述的低速搅拌的转速为20r/min-35r/min，所述中速搅拌的转速为50r/min-70r/min。
7.根据权利要求5所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤S6中所述的压榨的方式练泥，具体采用压滤机进行压榨练泥。
8.根据权利要求5所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷的制备方法，其特征在于：所述含釉亚金陶瓷的制备方法包括如下步骤：
S1、按照质量分数称取所有材料，备用；
S2、将原料放入搅拌反应釜中进行搅拌，使其混合均匀；
S3、混合物料输送到球磨桶中进行粉碎，并加入溶剂和悬浮剂进行研磨混合，研磨的时间不低于24小时；
S4、混合液通过100目的标准筛将其过筛进行过筛，除去杂质，制成釉水。
9.根据权利要求8所述的一种采用锂电池废料的亚金陶瓷的制备方法，其特征在于：所述含釉亚金陶瓷的涂釉方法具体为：
S1、取普通烧制后的陶瓷，使用高压***对陶瓷表面进行清理，清理除去陶瓷表面的灰尘；
S2、将清理干净后的陶瓷放入加热箱进行预热，预热温度在120-150℃；
S3、将预热后的陶瓷放置通过釉水喷涂机进行预喷涂；
S4、在预喷涂完成后，在喷涂装置内进行烘干，同时检测喷涂的完成性；
S5、对完成性合格且烘干后的陶瓷通过釉水喷涂机进行二次喷涂；
S6、喷涂完毕后进行烧制完成上釉。
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