利索能及
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专利号: 2023111937430
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、在加热条件下,将高纯硫酸锂粉末与硫铝酸盐水泥置于超声波振动筛中处理,制得超微细粉体,所述高纯硫酸锂粉末为从锂电池中回收得到的硫酸锂粉末;

步骤二、在氮气保护条件下,将超微细粉体置于共振混合机内混合均匀,得到混合粉体;

步骤三、在氮气保护条件下,将混合粉体置于真空冷却设备中速冷至室温,即得锂盐改性硫铝酸盐水泥。

2.如权利要求1所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,步骤一中,高纯硫酸锂粉末与硫铝酸盐水泥质量比为1:(200~400),加热温度为200~

250℃,超声波振动筛处理频率为15~18kHz,处理时间为1~2h;

步骤二中,共振混合机的共振频率为800~1000Hz,混合时间10~20min。

3.如权利要求1或2所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,所述高纯硫酸锂粉末的制备方法如下:S1、室温下在浓度为1~5%的NaSO4溶液中将废旧锂电池浸泡3天放电处理;

S2、在氮气保护条件下,将废旧锂电池进行破碎处理,破碎过程需要有集尘装置对挥发性气体进行处理,得到大小为2~3cm的废旧锂电池碎片;

S3、在氮气保护下,通过风选去除废旧锂电池碎片中的隔膜碎片,再经过磁选去除磁性废料,得到物料A;

S4、将物料A进一步粉碎,得到物料B;

S5、在氮气保护下,对物料B进行脱粉处理,分离出黑色粉料C;

S6、将黑色粉料C与硫酸盐混合均匀后进行焙烧,焙烧后进一步烘干,得到焙烧料D;

S7、将焙烧料D、稀硫酸置入第一反应容器中,边搅拌边加热升温,反应一定时间后抽滤,得到硫酸锂浸出液和硫酸锂浸出渣;

S8、将硫酸锂浸出液置入第二反应容器中,调节PH至4~6,过滤后得到硫酸锂净化液;

S9、将硫酸锂净化液和硫酸锂浸出渣混合后,进行蒸发浓缩、冷却结晶、干燥处理,得到高纯硫酸锂粉末。

4.如权利要求3所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,步骤S2中,破碎处理时,破碎机转速为1200~1500r/min,破碎处理时间1‑3h;步骤S3中,风选时,风

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量与废旧锂电池碎片进料量之比为800~1250m/t,磁选时磁场强度为(10~20)×10A/m,物料A的尺寸在0.5~1.0cm。

5.如权利要求3所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,步骤S4中,物料B的粒径为50~80目,步骤S5中,脱粉时间5~10min。

6.如权利要求3所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,步骤S6中,所述硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸钾,黑色粉料C与硫酸盐的质量比为1:(2.0~2.5),焙烧温度800~1000℃,焙烧时间30~40min,烘干温度100~200℃,烘干时间40~60min。

7.如权利要求3所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,步骤S7中,采用磁力搅拌,搅拌速率300~500r/min,将温度加热到60~100℃,反应时间1~3h。

8.如权利要求3所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法,其特征在于,步骤S8中,使用浓度为0.1~0.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH,氢氧化钠溶液与硫酸锂浸出液的质量比为1:(10~12),反应温度为30℃~50℃。

9.一种超早强型有机‑无机修补材料,其特征在于,包括如下重量份的原料:锂盐改性硫铝酸盐水泥30~40份、细集料50~60份、水5~15份、水性环氧树脂1~10份、减水剂0.2~

1份、纤维0.1~1份;

所述锂盐改性硫铝酸盐水泥通过权利要求1~8任一所述的一种锂盐改性硫铝酸盐水泥的制备方法制备得到;

所述细集料包括河砂、海砂、石英砂中的至少一种;

所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺减水剂中的至少一种;

所述纤维包括碳纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维中的至少一种。

10.如权利要求9所述的一种超早强型有机‑无机修补材料,其特征在于,制备方法如下:(1)按照重量份数称量各组分原料,备用;

(2)将锂盐改性硫铝酸盐水泥与细集料混合均匀,搅拌1~3分钟,得到干料;

(3)将减水剂、纤维及一半的水混入干料中,搅拌1~3分钟,得到混合料;

(4)将水性环氧树脂、剩余体积的水混合搅拌1~3分钟后,再加入混合料,搅拌混合均匀后形成浆体,即得。